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TEMA 6: Autómatas programables

Sistemas Eléctricos y automáticos

TEMA 6 Autómatas Programables

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Índice: 1. Introducción: Arquitectura y esquemas. 1.1. Definición y utilidad. 1.2. Descripción. Arquitectura. 1.3. Lógica cableada. 1.4. Lógica programada. 2. Operandos del PLC. 2.1. Identificación de los operandos. 2.2. Programación de operaciones. 3. Lenguajes y estructura de la programación. 3.1. Lenguajes. 3.2. Representación de Entradas y Salidas. 3.3. Esquemas básicos de relés y contactos. 3.4. Programación de contactos. 2

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4.Instrucciones. 4.1. Contactos. Entradas-salidas, marcas y datos. Analógica 4.2. Biestables 4.3.Temporizadores. 4.4. Comparaciones. 4.5. Contadores. 4.6. Avanzadas. Punteros. 5. Identificación de Averias . 5.1.Comunicación PC-PLC. 5.2. Visualización y paneles. 5.3 Diagnóstico. 5.4 Averías Típicas

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1. Introducción: Arquitectura y Esquemas. 1.1 Definición y utilidad.

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Concepto Grafico de PLC: El PLC sustituye una parte importante del automatismo cableado.

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Controladores Eléctricos y programables: Campos de Aplicación.

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Limitación en el entorno de PLC,s

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Aspecto Físico de un Autómata programable

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Forma de Ejecutar un Programa en un PLC

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Lenguajes de Programación de un PLC

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TEMA 6: Autómatas programables Desarrollo de un Proyecto mediante PLC,s

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Entorno del PLC

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 Un autómata es un dispositivo automático que es capaz de ejecutar una serie de instrucciones, en un programa, para realizar acciones.  El lenguaje de programación es el encargado de manejar el juego de instrucciones para el autómata para realizar las funciones lógicas y de cálculo de la CUP. La norma UNE-EN 61131-3 define cuatro lenguajes.  En síntesis es igual que un ordenador, solo que el tratamiento de Entradas y Salidas están diseñados para el entorno industrial.  El aparato autómata esta formado por varios componentes: Microprocesador: Es el encargado de dirigir el funcionamiento del aparato. Recibe las ordenes del programa, ejecuta el programa y realiza sus funciones. Memoria: Es el lugar donde reside el programa. El programa irá leyéndose de la memoria instrucción a instrucción a medida que se ejecute. Entradas/Salidas: Conexiones especiales para comunicarse con el exterior, recibe señales externas para procesar o activar salidas en función del proceso del programa. Fuente de alimentación: Encargada de alimentar todo el conjunto. 13

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 Para poder realizar el programa es necesario un equipo exterior, ya sea un ordenador, un portátil o una unidad programadora.  La base de la información es Digital, sencilla y precisa.  Los autómatas tienen una clasificación en función de la información que procesan y la capacidad de ejecución del programa: Gama baja: mini autómatas, sencillos y de precio asequible, van desde 2Kbytes hasta 20 Kbytes, con velocidad de proceso lentos. Gama media: son autómatas que se pueden ampliar, la capacidad oscila entre 18 Kbytes y los 384 Kbytes. La velocidad de proceso son inferiores al milisegundo. Autómatas multiprocesadores: gestionan gran cantidad de datos a mucha velocidad. Su capacidad es elevada

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1.2 Descripción. Arquitectura Hasta no hace mucho tiempo el control de procesos industriales se venia haciendo de forma cableada por medio de contactores y relés. Al operario que se encontraba a cargo de este tipo de instalaciones, se le exigía tener altos conocimientos técnicos para poder realizarlas y posteriormente mantenerlas. Además cualquier variación en el proceso suponía modificar físicamente gran parte de las conexiones de los montajes, siendo necesario para ello un gran esfuerzo técnico y un mayor desembolso económico. En la actualidad no se puede entender un proceso complejo de alto nivel desarrollado por técnicas cableadas. El ordenador y los autómatas programables ha intervenido de forma considerable para que este tipo de instalaciones se hayan visto sustituidas por otras controladas de forma programada.

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El Autómata Programable Industrial (API) nació como solución al control de circuitos complejos de automatización. Por lo tanto se puede decir que un API no es más que un aparato electrónico que sustituye los circuitos auxiliares o de mando de los sistemas automáticos. A él se conectan los captadores (finales de carrera, pulsadores,...) por una parte, y los actuadores (bobinas de contactores, lámparas, pequeños receptores,...) por otra.

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ARQUITECUTRA DE UN AUTÓMATA PROGRAMABLE La estructura básica de cualquier autómata es la siguiente: Fuente de alimentación CPU Módulo de entrada Módulo de salida Terminal de programación Periféricos. Respecto a su disposición externa, los autómatas pueden contener varias de estas secciones en un mismo módulo o cada una de ellas separadas por diferentes módulos. Así se pueden distinguir autómatas Compactos y Modulares. Fuente de alimentación Es la encargada de convertir la tensión de la red, 220v c.a., a baja tensión de c.c, normalmente 24 v. Siendo esta la tensión de trabajo en los circuitos electrónicos que forma el Autómata. .

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CPU La Unidad Central de Procesos es el auténtico cerebro del sistema. Se encarga de recibir las ordenes, del operario por medio de la consola de programación y el modulo de entradas. Posteriormente las procesa para enviar respuestas al módulo de salidas. En su memoria se encuentra residente el programa destinado a controlar el proceso. Modulo de entradas A este módulo se unen eléctricamente los captadores (interruptores, finales de carrera, pulsadores,...). La información recibida en él, es enviada a la CPU para ser procesada de acuerdo la programación residente.

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Arquitectura típica de un Autómata Programable

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TEMA 6: Autómatas programables Arquitectura de un Autómata Programable (I).

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Arquitectura de un Autómata Programable (II).

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1.3 Lógica cableada. Veamos un típico circuito de automatismos. Un arrancador Estrella/Triángulo con temporizador. La figura 1 muestra como es la técnica cableada. Por una parte tenemos el circuito de fuerza, que alimenta el motor, y por otra el circuito auxiliar o de mando, que realiza la maniobra de arranque de dicho motor.

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Dicha figura muestra el esquema de conexión del circuito, al cual hay que realizar el montaje y cableado. Para un solo circuito, esto es viable, pero cuando se disponen de varios circuitos más o un poco más complejo, esta lógica cableada resulta inadecuada, debido a la cantidad de material empleado (cables, bornes, conexiones, etc..) lo cual lo hace económicamente caro, además de ser complicado de montar, así como el volumen y espacio que ocupa, Por lo cual la lógica cableada solo tiene sentido para pocos circuitos y sencillos, y que no requieran grandes cambios.

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1.4. Lógica programada. La figura 2 muestra como se realiza el mismo montaje de forma programada. El circuito de fuerza es exactamente el mismo que en la técnica cableada. Sin embargo, el de mando será sustituido por un autómata programable, al cual se unen eléctricamente los pulsadores y las bobinas de los contactores. La maniobra de arranque la realizara el programa que previamente se ha transferido al autómata.

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Como se observa, el circuito de fuerza permanece igual ya sea lógica cableada que lógica programada. Lo que varia es el circuito de mando. Este circuito de mando, resulta ser mucho más sencillo, se puede realizar grandes cambios sin tener que cambiar nada del cableado, así como ser mucho más económico, además de ocupar mucho menos espacio.

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2. Operandos. Podemos definir como operandos a todos aquellos elementos que se combinar entre sí, en un programa, dando lugar a diversas combinaciones con la finalidad de realizar una tarea. Dentro de los operandos podemos destacar: Las entradas, las salidas, las memorias internas, los temporizadores, los contadores entre otros.

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2.1 Identificación y descripción de los operandos.  Dependiendo del equipo a utilizar (PLC,s) se tienen unas características que son necesarias para el mapeado de memoria, cada equipo/marca de autómata tiene su propia designación:

 Las entradas se pueden designar como: E ó como I, ó sin letras: p.e: E0.1, I 0.7,

0.3

 Las salidas se pueden designan como: Q0.1, A10.4, 1.4  Las memorias internas, que pueden ser marcas o datos, pueden designarse como: M34.3, HR10.1, H23.4,B21.3, DBX34.5

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Entradas: A este módulo se unen eléctricamente los captadores (interruptores, finales de carrera, pulsadores,..)

La información recibida en él, es enviada a la CPU para ser procesada de acuerdo la programación residente. Detectan el estado de los captadores conectados a las entradas del autómata. Se representa como contactos abiertos o cerrados. Dependiendo del equipo a utilizar (PLC,s) se tienen unas características que son necesarias para el mapeado de memoria, cada equipo/marca autómata tiene su propia designación, las entradas se pueden designar como:

E o como I, o sin letras: p.e: E0.1, I 0.7, 0.3, también se pueden designar por la numeración del plano de memoria, por ejemplo 1.0, 0.7 etc., es decir donde están ubicados físicamente en la CPU estas direcciones.

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Salidas: •

Se encargan de activar los actuadores desde el módulo de salidas del autómata. Se pueden representar como abiertos o cerrados. Las salidas se pueden designan como: Q0.1, A10.4, 1.4

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También se pueden direccionar por la numeración en el plano de memoria del autómata, como puede ser la 10.3, 11.2, 10.0, etc.…

•

El modulo de salidas del autómata es el encargado de activar y desactivar los actuadores (bobinas de contactores, lámparas, motores peque os, etc.).

•

La información enviada por las entradas a la CPU, una vez procesada, se envía al módulo de salidas para que estas sean activadas y a la vez los actuadores que en ellas están conectados.

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Memorias internas: •

También llamadas marcas o bits internos. Tienen un comportamiento similar al de los reles auxiliares en la lógica cableada. Las memorias internas, que pueden ser marcas o datos, pueden designarse como: M34.3, HR10.1, H23.4,B21.3, DBX34.5,AR0.1, DM0,

Temporizadores: •

Los temporizadores generan eventos cuando alcanzan un valor de tiempo predeterminado. Su comportamiento es simular a los utilizados en la lógica cableada. Los símbolos utilizados son : TM, T, Tin, Ton, Toff…

Contadores:

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Los contadores originan eventos cuando alcanzan un determinado número de sucesos. La nomenclatura utilizada es: C, Count, Cup,Cdown, Z…

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2.2 Programación de operaciones.  En la programación se permite considerar una señal como contacto abierto o cerrado según nos convenga.  Si una entrada, p.e, la conectamos como un contacto (p.e un pulsador) normalmente abierto, la señal que se aplica en le autómata será un 0 en posición de reposo y/o un 1 cuando se acciona el pulsador.  Si el contacto es normalmente cerrado, la señal aplicada al autómata será 1 en posición de reposo y un 0 cuando se acciona.  Las instrucciones básicas y necesarias para el desarrollo de un programa depende del tipo de autómata, pero puede resumirse en las siguientes:

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Tipo y nodos de operaciones: •

Para operaciones de carga, es la operación encargada de inicial una red de contactos o de segmentos del programa: Si la operación de carga es directa, con un contacto abierto, la instrucción es LD en lenguaje literal; si es de forma negada, con un contacto cerrado se escribe LDN, esto es en lenguaje IL

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Para operaciones de escritura, que es la operación encargada de escribir el resultado de una red de contactos en una bobina, si se realiza de forma directa se representa por ST, y en caso negado por STN. Si se realiza de forma de enganche, se lachea o setea se escribe S, para deslachearla o resetearla es R. En lenguaje literal se utiliza S o R

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Para operaciones combinacionales: son las que definen conexiones entre los contactos de un programa, como puede ser una AND,NAND, OR, ORN, NOT.

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Operaciones de memoria, es aquella que genera un evento y lo mantiene aunque cese la actividad que lo ha creado; es una realimentación.

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Flancos: señales que se dan en un solo instante, es la primera vez que se pone la señal. Puede ser flanco positivo que es ascendente o flanco negativo que es descendente (en este caso es cuando la señal deja de activarse). Se representa por P, FP,N, FN, y en lenguaje literal por R o EU, F o ED.

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Con las marcas, operaciones internas, son relés auxiliares que se utilizan en el programa y equivalen a relés de contactos eléctricos, pero sin tenerlos físicamente.

Operaciones de control de programa: •

Permiten gestionar las diferentes acciones que intervienen en la escritura del programa: llamada a subrutinas, saltos, paradas, retornos…

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El END o fin de programa es el que permite finalizar el ciclo de ejecución del programa.

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Para las acciones de salto, es necesario la etiqueta o Label, es decir, a donde salto. Se normaliza con L o LBL en lenguaje literal. En esta acción la ejecución del programa realiza otra parte del programa si se reúnen las condiciones del programa. Una vez finalizado se vuelve a ejecutar el código realizado. 33

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Modos: •

Se deben de agrupar los contactos, al igual que se utilizan los contactos, en el lenguaje literal se utiliza los paréntesis.

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El direccionamiento es necesario conocerlo, ya que expresa la forma de procesar del autómata. Como norma si un byte (son 8 bits consecutivos) es utilizado se direcciona como MB8, significa que es la marca numero 8 y contiene desde la M8.0 a la M8.7.

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Con las operaciones de tiempo, además de asignar el temporizador hay que parametrizar esta operación, dando p.e la base de tiempos, el valor del temporizador y asignarle una salida.

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Existen varios tipos de temporizadores, ya sean ascendentes o descendentes, es decir a la conexión o a la desconexión; otros por impulso o por eventos.

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Con los contadores existen contadores ascendentes o contadores descendentes.

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Subrutinas y Rutina principal: •

En la programación es necesario realizar una división del programa, ya que al final es muy extensa, lo que se realiza es una estructuración, y mediante pequeñas tareas o subrutinas, que al final son pequeños programas se realiza el programa entero.

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Es necesario realizar un programa principal, el cual realiza la llamada a las diferentes subrutinas. La llamada a estas subrutinas se realiza como CALL, el regreso se realiza como RET. El comienzo de la subrutina se define SR o TASK.

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El programa principal o MAIN es el que se ejecuta siempre, y desde este realizamos la llamada al resto de sub-programas.

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 Como ejemplo tomar: Activar un motor con cualquiera de tres interruptores que dispone para su arranque : Se designan las entradas como E0.0, E0.1,E0.2 y la salida A0.0 En lenguaje KOP:

En lenguaje AWL: En lenguaje FUP:

O E0.0 O E0.1 O E0.2 = A 0.0

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 Para programar hay que conocer esencialmente las características de la CPU (mapa de memoria, modos de operación, especificaciones, etc.…) Cada CPU tiene unas características propias definidas por su fabricante por lo que es necesario consultar los manuales en cada caso.

 Hay que saber cuales son las instrucciones que se han de utilizar para poder realizar la funciones deseadas así como implementarlas y realizar el direccionamiento. Cada CPU tiene unas instrucciones propias y una forma de representarlas pero al final en todas las CPU las funciones son similares por lo que sólo es necesario conocer el entorno de programación de dicha CPU para empezar a realizar programas en la misma.

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3. Lenguajes y estructura de la Programación. 3.1 Lenguajes  El lenguaje más elemental, y además el que utiliza el autómata internamente, está basado en una serie de instrucciones especializadas que son útiles para la creación de programas, es la representación de lo que se quiere realizar.  Estas instrucciones permiten realizar funciones lógicas de las variables de entrada, utilizar lógica simulada, utilizar contadores y temporizadores, simuladas, y otras funciones especificas.  El lenguaje de programación o conjunto de instrucciones sigue un comportamiento secuencial de instrucciones, para ejecutar un programa, de forma cíclica, de forma que cuando se alcanza la última instrucción se comienza desde el principio del programa. Aunque existen algunos autómatas avanzados que son posibles ejecutar varias tareas a la vez. 

Los lenguajes empleados son el AWL, FUP, KOP y el grafcet.

 Cada autómata dispone de un lenguaje pero está normalizado por la normativa. 38

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Cuando surgieron los autómatas programables, lo hicieron con la necesidad de sustituir a los enormes cuadros de maniobra construidos con contactores y relés.

Por lo tanto, la comunicación hombre-maquina debería ser similar a la utilizada hasta ese momento. El lenguaje usado, debería ser interpretado, con facilidad, por los mismos técnicos electricistas que anteriormente estaban en contacto con la instalación. Estos lenguajes han evolucionado en los últimos tiempos, de tal forma que algunos de ellos ya no tienen nada que ver con el típico plano eléctrico a relés.

No hay que olvidar que cada autómata programable dispone de un lenguaje propio, pero sometido a una normalización estándar.

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Los lenguajes para programar son: AWL: Lista de instrucciones, mediante instrucciones que se envían al autómata. Hay normalizados dos por lista de instrucciones o por texto estructurado (Pascal, Borland..) KOP: Esquema de contactos, mediante contacto de similitud eléctrica, muy utilizado y recomendado para mantenimiento. Es grafico. FUP: Esquema de funciones, se transforma en funciones realizado con puertas lógicas. Es gráfico. SFC: Es el denominado grafcet. Es la forma normalizada de realizar la programación para posteriormente implementarla en otro tipo de lenguaje. Es la forma más común de representar circuitos para programaciones secuenciales

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KOP: Lenguaje a contactos. (LD) Es el que más similitudes tiene con el utilizado por un electricista al elaborar cuadros de automatismos. Muchos autómatas incluyen módulos especiales de software para poder programar gráficamente de esta forma.

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AWL:

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Lenguaje por Lista de Instrucciones. (IL)

En los autómatas de gama baja, es el único modo de programación. Consiste en elaborar una lista de instrucciones o nemónicos que se asocian a los símbolos y su combinación en un circuito eléctrico a contactos. También decir, que este tipo de lenguaje es, en algunos los casos, la forma más rápida de programación e incluso la más potente.

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FUP: PLANO DE FUNCIONES. (FBD) El plano de funciones lógicas, resulta especialmente cómodo de utilizar, a técnicos habituados a trabajar con circuitos de puertas lógicas, ya que la simbología usada en ambos es equivalente

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GRAFCET. (SFC) Es el llamado Gráfico de Orden Etapa Transición. Ha sido especialmente diseñado para resolver problemas de automatismos secuenciales. Las acciones son asociadas a las etapas y las condiciones a cumplir a las transiciones. Este lenguaje resulta enormemente sencillo de interpretar por operarios sin conocimientos de automatismos eléctricos. Muchos de los autómatas que existen en el mercado permiten la programación en GRAFCET, tanto en modo gráfico o como por lista de instrucciones.

También podemos utilizarlo para resolver problemas de automatización de forma teórica y posteriormente convertirlo a plano de contactos.

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3.2 Representación de Entradas-Salidas Entradas Se pueden diferenciar dos tipos de captadores conectables al módulo de entradas: los Pasivos y los Activos.

Los Captadores Pasivos son aquellos que cambian su estado lógico, activado - no activado, por medio de una acción mecánica. Estos son los Interruptores, pulsadores, finales de carrera, etc. Los Captadores Activos son dispositivos electrónicos que necesitan ser alimentados por una tensión para que varíen su estado lógico. Este es el caso de los diferentes tipos de detectores (Inductivos, Capacitivos, Fotoeléctricos). Muchos de estos aparatos pueden ser alimentados por la propia fuente de alimentación del autómata. Captadores pasivos

Captadores activos

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El que conoce circuitos de automatismos industriales realizados por contactores, sabrá que puede utilizar, como captadores, contactos eléctricamente abiertos o eléctricamente cerrados dependiendo de su función en el circuito. Como ejemplo podemos ver un simple arrancador paro/marcha (Fig 5). En él se distingue el contacto usado como pulsador de marcha que es normalmente abierto y el usado como pulsador de parada que es normalmente cerrado. Sin embargo en circuitos automatizados por autómatas, los captadores son generalmente abiertos.

El mismo arrancador paro/marcha realizado con un autómata es el de la figura 6. En él se ve que ambos pulsadores y el relé térmico auxiliar son abiertos.

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Salidas:

La información enviada por las entradas a la CPU, una vez procesada, se envía al módulo de salidas para que estas sean activadas y a la vez los actuadores que en ellas están conectados. • Según el tipo de proceso a controlar por el autómata, podemos utilizar diferentes módulos de salidas. Existen tres tipo bien diferenciados: - A relés.

- A triac. - A transistores.

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Módulos de salidas a relés. Son usados en circuitos de corriente continua y alterna. Están basados en la conmutación mecánica, por la bobina del relé, de un contacto eléctrico normalmente abierto .

Módulos de salidas a Triacs Se utilizan en circuitos de corriente continua y corriente alterna que necesiten maniobras de conmutación muy rápidas.

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Módulos de salidas a Transistores a colector abierto. El uso del este tipo de módulos es exclusivo de los circuitos de c.c. Igualmente que en los de Triacs, es utilizado en circuitos que necesiten maniobras de conexión/desconexión muy rápidas.

La forma de conectar los actuadores a los módulos de salidas, dependerá del tipo de módulo utilizado. Estos son algunos ejemplos:

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3.3 Esquemas básicos de relé contacto. Estos esquemas están realizados en KOP: Automatismo de enclavamiento: Una vez pulsado M, se puede soltar ya que el circuito permanece activado hasta que se pulse P. Esta realimentación esta realizado por K1

En el autómata se tomaran los contactos abiertos y negados, así como la realimentación, sigue la misma lógica que la lógica cableada. 51

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Reles incompatibles pasando por Paro En este sistema solo se puede tener activado uno de los dos reles, ya que están cruzando, impidiendo que se activen los dos en algún momento, esta aplicación es muy extendida para los motores con dos sentidos de giro.

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Reles incompatibles sin pasar por Paro En este sistema solo se puede tener activado uno de los dos reles, o los dos a la vez pero de forma manual no de forma automática, ya que están cruzando la maniobra manual, impidiendo que se activen los dos en algún momento de forma automática.

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3.4. Programación de Contactos. Se permite considerar una señal de entrada como contacto abierto o cerrado según nos convenga. Si a una determinada entrada se conecta un contacto (por ejemplo un pulsador) normalmente abierto, la señal que se aplica al autómata será un 0 en posición de reposo o un 1 cuando se acciona el pulsador. Si el contacto es normalmente cerrado, la señal aplicada será un 1 en posición de reposo, y un 0 cuando se accione. Para realizar la programación es sencillo, contacto abierto es un 0 en reposo y un 1 cuando se acciona, y contacto cerrado es un 1 en posición de reposo y un 0 en posición de activación.

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 Para la realización y puesta en marcha de cualquier programa:

•

Estudio completo de los requerimientos de la maniobra o automatización.

•

Asignación de las variables de entrada y salida, adaptándolas al autómata.

•

Etiquetar o nombrar de forma lógica las distintas variables.

•

Planeamiento de un posible cronograma.

•

Definición de las señales que actúan en la activación o parada de cada una de las salidas.

•

Conocer o estudiar las distintas funciones programables en el autómata elegido.

•

Desarrollar el programa de forma sencilla, evitar secuencias muy largas y/o repetitivas.

•

Describir lo más claramente las distintas partes del programa, poner comentarios.

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 Para la realización y puesta en marcha de cualquier programa: •

Una vez acabo el programa, si se dispone de simulador, se procederá a la simulación.

•

Se transfiere el programa al autómata y se pone en funcionamiento, procurando a ser posible que el proceso controlado no efectúe maniobras peligrosas.

•

Se ajusta y corrigen las deficiencias encontradas y se procede a la puesta en marcha definitiva.

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4. Instrucciones. 4.1 Contactos Entradas-Salidas. Marcas y datos. Analógicas.  Como instrucciones básicas se puede considerar el contacto abierto, el contacto cerrado y el accionamiento o la salida.  Las entradas pueden ser contactos abiertos o cerrados, están representados por su nomenclatura y dependiendo del PLC se activara con un direccionamiento, representando a cada variable una dirección (en algunos autómatas también es necesario asignarle una letra E o I). Esta dirección es dada por un número de un Byte y por un Bit dentro de ese byte., también de forma numérica.  Así la entrada 0.5, corresponde al Byte 0, y dentro a la dirección 5

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 Las salidas siguen el mismo esquema, así que la asignación de la salida 11.2, significa que está en el byte 11 y en la posición 2. (en algunos autómatas se utilizan la Q ó la A para deducir la salida.)

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 Las marcas son señales que pueden ser de entrada-salida, y que son utilizadas como comodín dentro del programa, de forma que se puede realizar funciones y almacenar datos; son señales auxiliares que no activan nada externo ni reciben directamente ninguna señal.  Para las marcas, se utilizan la parte direccionada en el mapa de memoria, y pueden ser de distinto tipo, como pueden ser la remanentes (aquellas que cuando la CPU se va a STOP permanecen), datos, de sistema, etc..  Por ejemplo, HR0.0, significa que es la memoria HR (memoria remanente), en el Byte 0 en la posición 0. Otro ejemplo la DM10, es la memoria de datos del byte 10. 59

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 Aunque no se ha comentado, el autómata trabaja con señales digitales y analógicas, recordando que una señal lógica solo puede tomar dos valores 0 o 1, o verdad o falso; una señal analógica es un valor no discreto, es decir cualquier valor, que no sea digital, y al cual se puede tratar.  Como ejemplo, se puede conectar una sonda de temperatura que dará un valor (pie 231) y que el autómata la convierta en grados.  Para los valores analógicos se realiza la lectura de señal, es decir la entrada de la misma forma que la digital, pero teniendo en cuenta que hay que utilizar uno, dos o tres bytes completos. Esto es que por ejemplo se conecta dicha sonda en la entrada 4, es decir ocupa entero el byte 4, por lo que el valor que se lee puede ser de hasta 255, 2 elevado a 8).

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F= A +B+C , esto significa que para activar la salida con activar cualquiera de los interruptores, se activara el motor de salida (F).

 Ejemplo: AB+ABC´+A´B´: esto significa, que para activar un motor o se activan los interruptores A y B a la vez, o sea activa A y B y se desconecta C, o se desconecta A y B.

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 Como ejemplo tomar: Activar un motor con cualquiera de tres interruptores que dispone para su arranque : Se designan las entradas como E0.0, E0.1,E0.2 y la salida A0.0 En lenguaje KOP:

En lenguaje AWL: En lenguaje FUP:

O E0.0 O E0.1 O E0.2 = A 0.0

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4.2 Biestables. •

Esta función realiza el enclavamiento de una señal, de forma que la lachea o setea con las condiciones de entrada, y cuando estas señales desaparecen las señal sigue activa.

•

Para poderla resetear, es necesario activar otras condiciones, y activar este reset.

•

La función eléctrica es la misma que un circuito enclavado con paro, donde al pulsar M se activa la salida, y ésta permanece todo el tiempo aunque desaparezca M, y no se para hasta que se active P.

•

Para programar esta función se realiza con el Set o Latch, S (según PLC) y para el reset Rset, Reset,R…

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4.3 Temporizadores. Los temporizadores generan eventos cuando alcanzan un valor de tiempo predeterminado. Su comportamiento es simular a los utilizados en la lógica cableada. Los símbolos utilizados son : TM, T, Tin, Ton, Toff… Los temporizadores pueden ser:

 Retardo a la activación: Temporizador que toma valor de “1” al cabo del tiempo fijado una vez que la condición de activación del mismo ha sido activada. Toma valor de “0” siempre que no esté activado el temporizador.  Retardo a la desactivación: Toma valor de “1” de forma inmediata, al ser activado en el programa. Toma el valor de “0” pasado el tiempo fijado una vez que la condición de activación del mismo es desactivada. En los PLC de Omron este temporizador no existe como tal por lo que debe ser implementado por el programador.

 Impulso a la activación: Tipo de relé temporizado que envía un impulso a los contactos al finalizar el tiempo fijado. Además mantiene ese impulso durante un tiempo prefijado  Impulso a la desactivación: El impulso enviado es la desconexión. 64

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Los temporizadores se designan por unas letras, por norma son TON, TOFF, TIM,… donde se parametriza de forma que hay que asignarle un numero que este dentro de su mapa de memoria, para saber que temporizador es, y un valor que será el tiempo del temporizador; debiendo que recordar que la base de tiempos esta en 0.1 ó en 1 segundo normalmente, lo cual lleva a realizar la multiplicación del sistema del valor añadido por la base de tiempos será el valor del temporizador.

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4.4 Comparadores. Esta instrucción lo que realiza es la comparación entre dos valores, cuando se activa la señal de entrada, dando un resultado de mayor, menor o igual, en forma de bit. Cuando la condición de ejecución es OFF, la instrucción CMP(20) no se ejecuta. Cuando la condición de ejecución es ON, CMP(20) compara Cp1 y Cp2 y envía el resultado los indicadores GR, EQ y LE.. En el siguiente ejemplo se muestra la comparación. Si el contenido del valor de HR 09 es mayor que el valor 010, el comparador numero 20 se pone en ON con la señal 255.05; si los dos contenidos son iguales, se pone en ON la señal 255.06; y si el contenido de HR 09 es menor que 010, el contacto 255.07 se pone en ON. Sólo una de las tres salidas será activada

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4.5 Contadores. Esta instrucción lo que realiza es la función de contar; pero se puede contar hacia arriba o descontar (contar hacia abajo); también se puede contar incrementando o decrementando. Las instrucciones pueden ser CNT, CNTR, INC, DEC, cada una se parametriza de una forma pero siendo sencilla su compresión.

Como ejemplo CNTR(12) es un contador reversible, es decir se utiliza para contar entre cero y SV de acuerdo con los cambios en dos condiciones de ejecución, la entrada de contaje adelante (II) y la entrada de contaje atrás (DI). El valor presente (PV) aumentará en uno cuando se ejecute CNTR(12) con una condición de ejecución ON para II y la última condición de ejecución para II sea OFF. El valor presente (PV) disminuirá en uno siempre que se ejecute CNTR(12) con una condición de ejecución ON para DI y la última condición de ejecución para DI sea OFF. Si la transición de OFF a ON se produce en ambas entradas II y DI, el PV no cambiará. Si las condiciones de ejecución no han cambiado o lo han hecho de ON a OFF para ambas II y DI, el PV de CNT no cambiará. 69

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El contador reversible realiza la operación de contador cíclico: en contaje descendente, de 0000 pasa al SV y se pone a ON el indicador de finalización hasta que el PV se descuente de nuevo. En contaje ascendente, del SV se pasa a un PV 0000 y el indicador de finalización se pone a ON hasta que se incremente de nuevo el PV.

CNTR(12) se resetea con la entrada de reset, R. Cuando R pasa de OFF a ON, el PV se resetea a cero. No se realiza ningún contaje mientras la entrada de reset está en ON. El PV de CNTR(12) no se reseteará en secciones de programa enclavado o por cortes de alimentación.

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4.6 Avanzadas. Punteros. Para realizar los punteros es necesario utilizar instrucciones de desplazamiento. Lo que se trata es mediante la lógica de entrada desplazar un bit hacia la derecha o hacia la izquierda, lo cual realiza el cambio de valor que se tiene por otro valor, de una forma automática. Como ejemplo: SFT(10) se controla mediante tres condiciones de ejecución I, P yR. SiSFT(10) se ejecuta y 1) condición de ejecución P en ON y 2) R en OFF, la condición de ejecución I se desplaza al bit menos significativo de un registro de desplazamiento definido entre St y E, es decir, si I está en ON, se desplaza 1 en el registro; si I es OFF, se desplaza un 0. Al desplazar el estado I en el registro, todos los bits del registro se desplazan una posición a la izquierda, perdiéndose el bit de la izquierda.

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La condición de ejecución en P funciona como una instrucción diferenciada, es decir I se desplazará en el registro sólo cuando P esté en ON y la vez anterior que se ejecutó SFT(10) estaba en OFF. Si no cambia la condición de ejecución P o lo hace de ON a OFF, el registro de desplazamiento no sufre variación. St designa el canal de la derecha del registro de desplazamiento; E designa el dela izquierda. El registro de desplazamiento incluye los dos canales anteriores y todos los comprendidos entre ambos. El mismo canal puede designarse para St y E para crear un registro de desplazamiento de 16 bits (es decir, un canal). Cuando la condición de ejecución R se pone enON, todos los bits en el registro de desplazamiento se pondrán a OFF y el registro no operará hasta que R se ponga en OFF de nuevo. 72

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Como ejemplo: El siguiente ejemplo utiliza un bit de impulso de reloj de 1segundo(25502) de tal forma quela condición de ejecución producida por 00000 se desplaza en IR010 cada segundo. La salida 10000 se pone a ON cuando se desplaza un “1” en 01007.

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Instrucciones Avanzadas:

Se encuentran instrucciones de sistema, donde se puede obtener el valor del PLC en cada momento; datos de reloj, donde se puede obtener el valor de tiempos para intermitencias; valores de registros, ejecución de saltos, ejecución de interrupciones, programación en Basic, implementación de PID, etc…..

Ver el manual especifico de cada PLC

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Otras Instrucciones Importantes: •

De movimiento, MOV o MOVE, para mover un dato.

•

De transferencia, para pasar un dato a otro.

•

Flancos: DIFU, DIFD, donde se detecta el paso del sistema de 0 a 1 u de 1 a 0, y de esa manera captar el valor de la señal en un momento previos

•

Instrucciones de Conversión, para pasar un número de BCD a Hex, de Decimal a Hexadecimal….

•

Instrucciones de Aritmética, como son instrucciones para sumar, restar, multiplicar. 75

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5. Identificación de Averías. 5.1. Comunicación PC-PLC.

 Para comunicarse con el autómata programable es necesario un cable de conexión, depende de cada autómata. También es posible realizar la conexión vía wifi, radio o por Ethernet.  Junto al cable es necesario configurar o parametrizar el tipo de conexión, realizando en el Setup del programa dicha parametrización.  Esta parametrización consta normalmente de valores de velocidad, paridad y bits de error, así como el sistema de conexión. 76

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5.2. Visualizadores y Paneles. Los periféricos no intervienen directamente en el funcionamiento del autómata, pero sin embargo facilitan la labor del operario.

Para programar estos visualizadores, lo que se realiza es una parametrización, de forma que exista un direccionamiento con el PLC a través de instrucciones de transferencia de datos, y en el terminal estén los mensajes escritos, los cuales el PLC direccionara según se activen. Los más utilizados son: - Grabadoras a casetes. - Impresoras. - Cartuchos de memoria EEPROM. - Visualizadores y paneles de operación OP

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5.3. Diagnóstico. En el autómata una vez realizado el programa de control, es necesario realizar el programa de diagnosis. Esto servirá para enviar los datos a un panel de visualización, a unas lámparas o a un terminal; de forma que el operario en caso de ocurrir una avería pueda solucionar el problema, al leer el mensaje de la pantalla de los visualizadores o por el color de las lámparas diagnosticar la avería.

Se programa, o bien activando directamente una salida donde este conectado, o mediante instrucciones de envió de datos a un terminal. Por Ejemplo: -

Una lámpara roja intermitente, significara que existe una emergencia activada y es esa emergencia.

-

“Térmico 2k1_26 caído. Es necesario activarlo”.

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5.4. Averías Típicas. En el autómata la avería más típica cuando esta funcionando y muy peligrosa, la cual hace que la instalación se pare, es que la CPU pase a STOP. Esto puede ser generalmente a una mala programación, debido a un desbordamiento de datos al realizar una operación matemática, una activación en un bit que no corresponda al mapeado, o a una avería típica eléctrica (recordar que un PLC es un Ordenador normal sólo que las E/S están reforzadas. Para solucionar esta avería, hay que activar los bits de sistemas, los cuales nos darán un diagnóstico de la avería y donde se ha producido la interrupción del programa.

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Los errores del PLC se pueden dividir en principio en las cuatro categorías siguientes: 1. Errores de escritura del programa Estos errores se producen cuando se escribe el programa o se intenta realizar una operación utilizada para preparar el PLC para la operación. 2. Errores de programación Estos errores se producirán cuando el programa se chequee utilizando la operación de chequeo de programa. 3. Errores definidos por el usuario Hay tres instrucciones que el usuario puede utilizar para definir sus propios errores o mensajes. Las instrucciones se ejecutarán cuando, durante la operación, se presente una condición dada (definida por el usuario).

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4. Errores de operación Estos errores se producen después de iniciarse la ejecución del programa. a) Errores de operación no fatales Después de producirse uno o más de estos errores, continuará la operación del PLC y la ejecución del programa. b) Errores de operación fatales Cuando se produzca cualquiera de estos errores, separará la operación del PLC y la ejecución del programa y todas las salidas del PLC se pondrán a OFF. Los indicadores del PLC (por ejemplo en el OMROM) mostrarán cuándo se produce un error y en la consola de programación u ordenador conectado aparecerá un mensaje o código de error. El código de error también se almacena en SR 25300 a SR 25307. Para los error es más recientes, tanto el tipo de error como la hora y fecha en que se produjo se graban en el área de error del PLC (DM 6570 a DM 6599). Las áreas SR y AR contienen indicadores e información muy útil para detección y corrección de errores. 81

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Normas útiles para programar:

1.- No se deben usar dos veces seguidas una misma salida dentro de una mínima secuencia de programa. Siempre prevalecerá la última modificación o actuación sobre ella. 2.- No interesa colgar de una misma entrada muchas ramificaciones. Es más practica utilizar una misma entrada o posición de memoria repetidas veces. 3.- Para maniobras repetidas es conveniente utilizar subrutinas.

4.- El programa debe estructurarse en bloques lógicos que reflejen en la medida de los posible la instalación. 5.- No se pueden colocar funciones programables directamente conectadas a la columna de la izquierda. 6.- No se pueden acabar una línea de programación hacia la derecha sin conectar una salida u otra función especifica.

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