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CURSO BÁSICO DEL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE SLC 500 DE ALLEN BRADLEY.

Elaborado por: Ing. Jesús Sánchez Supervisor I.C.E Ingeniería de Mantenimiento Pdvsa Gas - Compresión Gas Oriente Celular: 0426-5102450

CONTENIDO.
Introducción…………………………………………………………………3
Sistemas de Control y PLC ……………………………………………….6
Introducción de los Sistemas SLC 500 de Allen Bradley…………...14
Introducción al ambiente Rslogix 500………………………………….29
Configuración del Autómata SLC 500…………………………………35
Descripción Instrucciones Básicas en Rslogix 500……………….. .38
Comunicación con el Procesador a través de Rslinx………………47
Modos de operación de un procesador SLC 500…………………….55
Carga y Descarga de programas en Rslogix 500……………………58
Edición en línea de una lógica de escalera……………………………67
Force de una Entrada y/o Salida ………………………………………72
Indicadores de los Procesadores SLC 500……………………………74

2

INTRODUCCIÓN. En los inicios de la era industrial todas las operaciones en los diversos procesos se llevaban de manera manual utilizando instrumentos sencillos como pueden ser manómetros, termómetros, columnas manométricas, válvulas manuales y otros.

Esta forma de medir y controlar un proceso era totalmente manual y localizada en el área de proceso.

El siguiente paso fue el centralizar los instrumentos antes mencionados (manómetros, termómetros y otros) en un panel centralizado.

El proceso pasó a ser totalmente manual y localizado fuera el área de proceso.

Este tipo de control tiene como inconveniente tener que llevar la variable de proceso hasta el panel de control con el peligro que ello conlleva. Pero tiene la ventaja que el operador ya no tiene que estar localizado en el proceso, ahorrando a su vez las horas /hombre en horas de supervisión y control, así como haciendo más cómoda la situación de los operadores.

3

Un gran avance cualitativo fue la aparición de la instrumentación neumática, que básicamente consistían en instrumentos que traducían las variables de procesos, caudal, presión, temperatura y otras en señales neumáticas. Este paso evita que la variable de proceso sea conducida hasta un panel local. En el propio proceso se convierte la señal de proceso en señal neumática.

Para ello se estandarizó como rango para las señales neumáticas de control de 3-15 psi. Así por ejemplo, la conversión de una señal de temperatura a señal de control sería de la forma:

El proceso sigue siendo totalmente manual y localizado fuera del área de proceso.

El siguiente avance fue la aparición del primer controlador neumático. El controlador neumático dio una independencia al proceso que antes no existía. La primera misión del controlador era tomar la variable del proceso, compararla con una referencia establecida y en función de la diferencia, actuar sobre la variable manipulada. Todo ello utilizando señales neumáticas, tanto para las entradas del proceso como para las salidas a elementos finales de control.

El proceso pasó a ser automático y localizado fuera del área de proceso.

El último gran paso conceptual ocurrió con la aparición de la instrumentación electrónica, cuya principal diferencia es que desaparece parte del protagonismo del aire comprimido, pasando este a las señales eléctricas. Los transmisores pasan de convertir la señal de proceso a señal eléctrica. Así por ejemplo, la conversión de una señal de temperatura a señal de control sería de la forma:

Se adopta como rango de control de 4-20 mA. 4

De esta manera el proceso sigue siendo automático y localizado fuera del área de proceso.

Por último indicar, que posteriormente aparecieron conceptos como:

• Sistemas de control. • PLC´s • SCADAS • Buses de Campo • Otros.

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1. SISTEMA DE CONTROL.

1.1 Control.

Manipulación de las magnitudes de un sistema denominado planta a través de otro llamado “sistema de control”, sin la intervención del operador directamente sobre los elementos de salida

1.2 Elementos Básicos de un Sistema de Control.

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1.3 Sistemas de control en lazo abierto

Aquellos en los que la variable de salida (variable controlada) no tiene efecto sobre la acción de control (variable de control).

1.3.1 Características

– No se compara la salida del sistema con el valor deseado de la salida del sistema (referencia). – Para cada entrada de referencia le corresponde una condición de operación fijada. – La exactitud de la salida del sistema depende de la calibración del controlador. – En presencia de perturbaciones estos sistemas de control no cumplen su función adecuadamente.

1.4 Sistemas de control en lazo cerrado.

Aquellos en los que la señal de salida del sistema (variable controlada) tiene efecto directo sobre la acción de control (variable de control).

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1.3 Sistemas de Control según la naturaleza de las señales que intervienen en el proceso.
SISTEMAS ANALÓGICOS Trabajan con señales continuas, representando magnitudes físicas del proceso tales como: presión, temperatura, velocidad y otras, mediante una tensión o una corriente proporcionales a su valor (0-10 volts, 4-20 mA)


SISTEMAS DIGITALES. Trabajan con señales todo o nada también llamadas binarias representadas con variables lógicas o bits, cuyos valores sólo pueden ser 1 ó 0

Los dispositivos más comunes diseñados para centralizar la recolección de los datos de los procesos en una planta, ejecutar programas de control y realizar acciones sobre los procesos en forma autónoma, a través de interconexiones con la instrumentación y con otros dispositivos de supervisión y control son los Controladores Lógicos programables (PLC)

1.4 Controlador Lógico Programable (PLC)

De acuerdo con la definición de la NEMA (National Electrical Manufactures Association), un Controlador Lógico Programable es un dispositivo electrónico operado

digitalmente,

que

usa

una

memoria

programable

para

el

almacenamiento de instrucciones, para implementar funciones específicas tales como lógica, secuenciación, registro y control de tiempos, conteos y operaciones aritméticas para controlar, a través de módulos de entrada y salida digitales y analógicas, varios tipos de máquinas o procesos.

De una manera general, se puede definir al PLC como una máquina electrónica, diseñada para controlar de manera automática y en un medio industrial, procesos secuenciales diversos.

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1.4.1 Estructura interna de un PLC

Todo control programable se puede dividir en cuatro bloques o elementos principales:  Unidad central de proceso (CPU).  Módulos de entradas/salidas (E/S).  Fuente de voltaje.  Interfaz de comunicación.

1.4.2.1 La unidad central de proceso (CPU).

Es el auténtico cerebro del controlador o PLC. Recibe las señales de campo y del operador a través de los módulos de entradas. Luego procesa estas entradas, siguiendo un conjunto de operaciones lógicas y aritméticas (lógica) y envía los resultados o las respuestas hacia campo o hacia el operador, a través de los módulos de salidas. Esta lógica se encuentra en su memoria RAM.

Funciones del CPU:  El sistema operativo del controlador (firmware) vigila que el tiempo de ejecución del programa para el control de proceso (lógica) no se exceda de un tiempo máximo de respuesta, mediante la función watchdog.  Ejecutar el programa de monitoreo y control, 9

 Crea una imagen de las mediciones de entrada (tabla, mapa direcciones modbus,

vector,…)

Ya

que

la

lógica

programada

no

accede

directamente a las señales, sino a través de los módulos.  Actualizar el estado de las salidas, mediante una imagen de la misma, al final del ciclo del scan del programa.  Chequeo del sistema operativo, de los módulos y de otros componentes 1.4.2.2 Tipos de memoria Una vez que un programa de funciones lógicas o lista de instrucciones se introduce en el PLC, éste reside en la memoria del CPU hasta que es modificado por el usuario. El programa recién grabado en la memoria no se borra, debido a que el PLC cuenta con un comportamiento para la instalación de una batería, que abastece de energía a la memoria a todo tiempo evitando así que está se apague. El tiempo de vida de la batería es limitado y variable, pero puede llegar a durar más de un año en condiciones normales de uso.

La memoria del PLC se puede presentar en cuatro diferentes tipos: memoria RAM, PROM, EPROM y EEPROM.

1.4.2.2.1 La memoria RAM (memoria de acceso aleatorio) es de lectura y de escritura, pero es volátil es decir, que al faltarle el voltaje de alimentación, esta pierde toda su información que tenía almacenada; aunque una característica importante es que puede trabajar a velocidades más altas que las otras memorias, por lo tanto se le utiliza como memoria de almacenamiento del programa del PLC y los datos que este va utilizando. La memoria RAM se puede grabar, leer y borrar cuantas veces sea necesario y el PLC está diseñado para hacerlo, ya sea por medio del programador o con el programa del usuario mismo.

1.4.2.2.2 La memoria PROM (memoria programable de sólo lectura) es de sólo lectura y no es volátil; es decir que se programa de fábrica por primera y única vez y posteriormente solo se le puede leer. No necesita un voltaje de alimentación para asegurar la información que se le graba. Este tipo de memoria se utiliza para grabar el programa inicial de arranque del PLC; a este 10

programa se le conoce como el BIOS del PLC y es fundamental para el funcionamiento del mismo. Gracias al BIOS nosotros podemos darnos cuenta si el PLC está trabajando (RUN) o está detenido (PROGRAM), si detecto una falla o trabaja normalmente, si la batería de respaldo de la memoria RAM esta baja, si existe comunicación con otro dispositivo, etc.

1.4.2.2.3 Las memorias EPROM y EEPROM son de lectura y escritura y no son volátiles. La diferencia entre ambas está en que la memoria EPROM se puede borrar y grabar solo con aparatos especiales (borrador de rayos ultravioleta y programador de EPROMS); mientras que la memoria EEPROM no necesita de ningún dispositivo especial para ser borradas y grabadas, el PLC que las utiliza está capacitado para hacerlo. Cualquiera de estos dos tipos de memoria sirven para conservar una copia del programa que se encuentra en la memoria RAM del PLC y de esta manera el usuario se asegura de conservar el programa por tiempo indefinido, y utilizarla en el caso de que el programa que se encuentra grabado en la memoria RAM sufra alteraciones. En algunos PLC’s, el BIOS se encuentra grabado en memoria EPROM.

1.4.2.3 Módulos de entradas y salidas.

Módulo de entrada:  Proporciona el medio de conectar las señales de campo provenientes de los instrumentos de medición, los actuadores, sensores, detectores, y accionadores manuales.  Tienen la función de decodificar las señales de entradas discretas y/o analógicas, y almacenarlas de manera directa a la memoria RAM según el mapa de direcciones.  Disponen de la capacidad de insertarse o extraerse desde el chasis del PLC bajo carga. Además dispone de circuitos opto-eléctricos para proteger cada canal de módulo contra cortocircuito.  Su modo direccionamiento es automático, sin necesidad de hacer configuraciones manuales.  Los módulos de entrada pueden ser fabricados en grupos de 4, 8, y 16, entradas. 11

Módulo de salida:  Proporciona el medio d conectar las señales de salida hacia el campo, es decir, enviar las señales hacia los actuadores o elementos finales de control.  Tienen la función de convertir las señales digitales en señales periódicas a una determinada frecuencia, en señales de continuas on/off y en señales analógicas de 4-20 mA, en señales de voltajes 0 a 10 VDC, y señales de 0 a 5 VDC.  Permite accionar los elementos finales de control de manera individual, según la lógica programada. Se pueden configurar en grupos de 4, 6, y 8 señales por módulos.  Permite recibir los datos desde la memoria RAM hacia los registro del módulo para luego convertirlas en señales de campo, discreta o analógica. Las interfases de entrada / salida ofrecen también aislamiento eléctrico entre el PLC y el campo, evitando con esto daño interno al controlador por causa de disturbios eléctricos en campo, el voltaje de aislamiento es de 1500 VDC.

Las señales eléctricas digitales que manejan las interfases pueden ser de alterna (AC) o de directa (DC); entre las señales de AC más comunes se encuentran 120 VAC y 220 VAC, la señal de DC más comunes es 24 VCD. Esto significa que la interfase puede recibir o proporcionar (según sea de entrada o salida), voltaje (24VCD, 120 VAC o 220VAC) o ausencia de voltaje (línea común de la fuente o neutro).

1.4.2.4 Fuente de voltaje 12

Es la parte del PLC o controlador de proceso, que se encarga de recibir el voltaje de 24 vdc desde el equipo ups y estabilizarlo dentro de un rango de tolerancia, así como regular los picos altos y bajos fuera del rango de operación.

Las fuentes no son utilizadas para energizar los instrumentos de medición de 24 vdc, tampoco son utilizados para energizar los contactos secos de los módulos de entradas y/o salidas de tipo discretas.

Las fuentes pueden ser de corriente continua (para 24 vdc) o de corriente alterna (para 120 vac). para el caso de la corriente analógica, las fuente tienen dispositivos internos rectificados y reguladores de 12 vdc y 5 vdc, para energizar el chasis y los componentes asociados tales como el bus internos, y los módulos e/s que se conecten.

1.4.2.5 Interfases de comunicación.

En la actualidad, los PLC’s pueden comunicarse entre sí o con otros equipos periféricos como computadoras terminales, etc. Para formar redes locales o remotas; todo esto gracias a las interfases de comunicación está compuesta de electrónica (hardware) y de programas (software), juntos forman un protocolo que todos los componentes que se encuentran conectados en el van a entender. Existen protocolos de comunicación como el DataHighway y el DataHighway Plus, Remote I/0, DeviceNet,etc.

Las distancias a las que pueden estar conectados los componentes de la red, pueden ir desde varios metros hasta los varios Kilómetros.

13

2 INTRODUCCIÓN DE LOS SISTEMAS SLC 500 DE ALLEN BRADLEY. ALLEN BRADLEY es uno de los principales fabricantes de PLC’s que existen a nivel mundial, debido a que cuentan con una amplia gama de equipos para la automatización industrial. Desde sus inicios ha sido pionero en la creación de tecnologías para que el HW del PLC fuera más eficiente y confiable, por lo que actualmente cuenta con una gran gama de equipos altamente reconocidos en nuestro medio por su calidad y competitividad, además con el buen soporte técnico que tiene en nuestro país.

En

la

actualidad,

AUTOMATIZATION,

ALLEN que

BRADLEY

adquirió

la

firma

pertenece en

los

a

ROCKWELL

últimos

años

y

estratégicamente no le cambió el nombre para no perder la trayectoria, confiabilidad y aceptación con que contaba. Las familias de PLC’s que ha producido y representa Allen Bradley en orden de creación Son: •

PLC2.

•

PLC3.

•

PLC5.

•

SLC 500

•

Control Logix.

Familias de PLC´s Allen Bradley

14

2.1 Familia SLC 500. La Familia SLC 500 son ideales para aplicaciones de control dedicado. Esta línea ofrece un amplio rango de elecciones en memoria, capacidad de E/S, conjunto de instrucciones, puertos de comunicación para permitirle diseñar un sistema de control y para requerimientos exigentes.

La Familia SLC 500 tiene dos tipos de Controladores Programables (PLC´s):

•

PLC´s Compactos SLC 500.

•

PLC´s Modulares SLC 500.

Los PLC´s Compactos SLC 500 ofrecen 20, 30 ó 40 E/S digitales fijas en 24 diferentes versiones para soportar entradas de 24 V dc ó 120/240 V ac y salidas tipo relay, triac o transistor. Adicionando un chasis de expansión, tú puedes adicionar 2 módulos de E/S para un máximo de 64 E/S adicionales.

Los controladores compactos proporcionan en una sola unidad la fuente de alimentación, entrada y salida y el procesador y ofrece un chasis de expansión de 2 ranuras para brindar mayor flexibilidad. Entre ellos se encuentran los siguientes PLC’s:

•

20 I/O Discretas: 12 Entradas + 8 Salidas.

•

30 I/O Discretas: 18 Entradas + 12 Salidas.

•

40 I/O Discretas: 24 Entradas + 16 Salidas.

•

Micrologix 1000.

•

Micrologix 1500.

Los PLC´s Modulares SLC 500 ofrecen flexibilidad E/S digitales y analógicas en diferentes configuraciones para soportar entradas de 24 V dc ó 120/240 V ac y salidas tipo relay, triac o transistor

15

PLC´s Modular SLC 500

El controlador modular SLC 500 ofrece flexibilidad adicional en la configuración del sistema, más potencia de procesamiento y capacidad de E/S. El Hardware básico de un PLC está compuesto por:

•

Fuente de Alimentación.

•

El Chasis.

•

El procesador.

•

Los Módulos de Entradas y Salidas.

Si selecciona el chasis modular, fuente de alimentación, procesador y módulos de E/S discretas o especiales apropiados, se puede crear un sistema controlador específicamente diseñado para su aplicación.

2.1.1 El Procesador. Estos PLC´s Modulares se diferencian en los procesadores por su capacidad de procesamiento dentro de los cuales tenemos:

•

Procesadores SLC 5/01.

•

Procesadores SLC 5/02.

•

Procesadores SLC 5/03.

16

•

Procesadores SLC 5/04.

•

Procesadores SLC 5/05.

Procesadores SLC 500

Los Procesadores SLC 5/01, son controladores modulares para 4 a 256 E/S digitales o analógicas, incluyendo módulos de E/S inteligentes, con 1 a 4 K de capacidad de memoria en instrucciones. (Número de catálogo 1747-L511 ó 1747-L514) con un conjunto de instrucciones idéntico al del procesador compacto SLC 500.

Procesador SLC 5/01

Los Procesadores SLC 5/02, ofrece más flexibilidad en un sistema modular con una memoria de 4K de instrucciones. Tiene 19 instrucciones adicionales, incluyendo PID, mensajería en interrupciones temporizadas seleccionables para soportar hasta 256 entradas más 256 salidas. (Número de catálogo 1747L524).

17

Procesador SLC 5/02

Los Procesadores SLC 5/03, tiene una memoria de programa 8K ó 16 K de palabra. Soportan hasta 1024 entradas más 1024 salidas y tiempo de ejecución de bit 0.4 us. Estos procesadores cuentan con un puerto DH-485 y un puerto RS-232 (DF1 o ASCII) configurable para una red Data Highway plus 485 (DH485). (Número de catálogo 1747-L532).

Procesador SLC 5/03

Los Procesadores SLC 5/04, tiene una capacidad de memoria de 16K, 32K, 64K palabras. Soportan hasta 4096 entradas más 4096 salidas, y tienen un tiempo de ejecución de bit de 0.37 us. Estos procesadores incluyen un puerto Data Highway plus (DH+) que habilita la comunicación par para con otros procesador SLC 500/04 o PLC 5. (Número de catálogo 1747-L541, 1747–L542 18

ó 1747-L543) con mayor capacidad para comunicaciones DH+ y velocidad que el procesador SLC 5/03. Además, proporciona capacidad de selección de RS– 232 o DH–485.

Procesador SLC 5/04

Los Procesadores SLC 5/05, proporciona la misma funcionabilidad de control que e procesador SLC 500/04 utilizando comunicaciones estándar de Ethernet en lugar de DH+. La comunicación de ethernet se produce a 10 Mbps, lo cual proporciona una red de alto rendimiento para carga y descarga de programas, edición en línea, mensajes entre dispositivos similares, adquisición de datos e interface de operador.

Procesador SLC 5/05

19

2.1.2 El Chasis.

El chasis es el encargado de alojar la fuente de alimentación, al procesador y a los módulos de E/S. Se puede seleccionar cuatro tamaños de chasis: de 4 ranuras, de 7 ranuras, de 10 ranuras y de 13 ranuras.

La fuente de alimentación se instala en el lado izquierdo del chasis. Todos los componentes se deslizan fácilmente en el chasis a través de las guías del chasis, sin ser necesario el uso de herramientas especiales para instalar o desinstalar el procesador y/o los módulos de E/S.

Los chasis también pueden conectarse juntos para formar un sistema (3 chasis máximo) usando uno de dos cables de interconexión de chasis.

Chasis tipo 1746 Localización de los módulos en un chasis.

20

Un procesador puede manejar hasta 4 chasis en serie o 30 slots o ranuras, lo que equivale a 960 puntos de I/O. 2.1.3 Fuente de Alimentación. Los sistemas 1746 requieren fuentes de alimentación rectificada que asegure su funcionamiento normal y seguro. Cuando se configura un sistema modular, debería tenerse una fuente de alimentación para cada chasis. Estas fuentes de alimentación proveen poder al procesador y a cada tarjeta de E/S. Excesiva carga de la fuente de alimentación puede provocar la reducción de la vida útil de la fuente de alimentación o una caída de la misma.

Fuente de alimentación 1746

En los sistemas de control en estado sólido, el aterramiento ayuda a limitar los efectos

de ruido debido a la interferencia electromagnética. Conexiones a

tierra deberían ir desde el chasis y fuentes de alimentación en cada controlador y unidad de expansión al bus de tierra.

21

Modelos de fuentes de alimentación 1746

2.1.4 Módulos de Entradas y Salidas discretas. Los módulos de E/S están disponibles en densidades que incluyen 4, 8, 16 y 32 puntos y pueden interconectarse con niveles de voltaje de CA, CC y TTL. Los módulos de salida están disponibles con CA de estado sólido, CC de estado sólido y salidas de tipo de contacto de rele.

Los módulos cuentan con filtro de entrada, aislamiento óptico y protección contra

sobre

tensión

incorporada

para

mejorar

la

fiabilidad

de

su

funcionamiento en entornos industriales ruidosos.

Hay disponibles E/S de CC de 32 puntos y alta densidad y entradas de CC de respuesta rápida, lo cual permite aplicar el SLC 500 a un mayor número de aplicaciones de control LED que indican el estado de cada punto de E/S, lo cual contribuye a la solución de problemas. Los LED se encienden cuando se recibe la señal correspondiente en un terminal de entrada o cuando el procesador aplica energía a un terminal de salida. Diagramas de identificación

22

de terminales ubicados en cada módulo, que facilitan la identificación de los terminales. Todos los módulos tienen aislamiento óptico entre circuitos digitales y de campo, lo cual aumenta la inmunidad contra el ruido y limita los daños al sistema causados por un fallo eléctrico del cableado de campo.

También se disponen de módulos de salida de estado sólido con protección electrónica y de fusibles, lo cual elimina la necesidad de sustituir módulos dañados por cortocircuitos y sobrecargas.

2.1.4.1

Tipos de Entradas Discretas.

2.1.4.1.1 Esquemático de las Entradas discretas de Corriente Discreta.

23

2.1.4.2

Tipos de Salidas Discretas.

1.4.2.1 Esquemático de salidas discretas de Corriente Discreta.

24

2.1.4.3

Módulos de E/S Analógicas.

Se siguen usando pequeños controladores programables en aplicaciones de control de proceso que requieren mayores densidades, medidas mas rápidas, precisas y

flexibilidad para hacer interconexión con diversos

transductores de temperatura, presión y flujo.

Características

•

Entradas seleccionables por el usuario que permiten configurar cada canal de entrada para una Señal de voltaje o corriente procedente del detector.

•

Salidas de alta resolución que proporcionan un control preciso de las salidas analógicas.

•

Filtro de entrada en módulos que proporciona una alta inmunidad al ruido

electrónico o una rápida

respuesta de

entrada

para

aplicaciones de alta velocidad. •

Aislamiento del backplane que aísla las señales de entrada del backplane.

•

Bloques de terminales extraíbles que permiten sustituir un modulo rápidamente sin desmontar el cableado.

•

Módulos de alta densidad que proporcionan un uso más eficaz del espacio de chasis y un costo por punto mas bajo.

•

Información de diagnostico que permite aumentar el tiempo productivo de la maquinaria y reducir el tiempo dedicado a la solución de problemas, con ayuda de bits de estado de diagnostico para detección de circuitos abiertos y condiciones fuera de rango. También se proporcionan indicadores de estado de los canales y un indicador de estado del modulo.

•

Canales configurables mediante software que se pueden configurar individualmente con el programa de lógica de escalera y se pueden volver a configurar sin interrumpir el funcionamiento de la CPU. Una tabla de configuración de bits muy fácil de usar permite al usuario

25

elegir el tipo de entrada, el formato de los datos, la frecuencia de filtro y los datos de estado que mejor se adaptan a la aplicación.

2.1.4.3.1 Cuadro de Selección de Entradas.

Diagrama de cableado

Debido a que los módulos no proporcionan alimentación eléctrica de lazo para entradas analógicas.

26

Se usa una fuente de alimentación eléctrica que cumpla con las especificaciones del transmisor.

Conexión Alimentación transmisor

2.1.4.3.2 Cuadro de Selección de Salidas.

27

Fuente de alimentación eléctrica de 24 VCC si se selecciona alimentación externa. La longitud del cable desde la fuente de alimentación externa de 24 VCC al módulo analógico debe ser menor que 10m.

Diagrama de cableado

28

3 INTRODUCCIÓN AL AMBIENTE RSLOGIX 500.

3.1 Software de Programación RSLOGIX500. El software de programación RsLogix500 es un paquete de software que trabaja usando la lógica en Escalera en un ambiente compatible con los sistemas operativos Windows para los procesadores SLC500. El paquete de software proporciona capacidades de desarrollo en línea y fuera de línea, documentación y creación de informes.

Dentro de las funciones que soporta el software, se encuentran: •

Versatilidad en la edición del programa en escalera.

•

Funciones de verificación del programa editado que permite encontrar y depurar los errores rápidamente.

•

Edición del programa con habilitación de funciones al mouse permitiendo mover y copiar elementos, etiquetas, escalones y/o programas en forma total o parcial.

•

Buscar y reemplazar rápidamente direcciones o símbolos dentro del programa en escalera.

•

Monitorear los datos de la memoria y visualizar los cambios del proceso en tiempo real cuando se trabaja en línea con el PLC.

•

Alterar las condiciones de las entradas y salidas para simular el comportamiento del proceso.

•

Descargar programas a un módulo de EEPROM instalado en el PLC para protección.

3.2 Descripción General del Software

RSLogix 500 es el software destinado a la creación de los programas del autómata en lenguaje de esquema de contactos o también llamado lógico 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.

29

Existen diferentes menú de trabajo en el entorno de Rslogix 500, a continuación se hace una pequeña explicación de los mismos.

Vista principal de RSLogix 500

3.2.1 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.

3.2.2 Barra de iconos: engloba las funciones de uso más repetido en el desarrollo de los programas.

3.2.3 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 program), así como visualizar el controlador utilizado (Ethernet drive en el 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

30

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.

3.2.4 Árbol del proyecto: Contiene todas las carpetas y archivos generados en el proyecto, estos se organizan en carpetas. Las más interesantes para el tipo de prácticas que se realizará son:

3.2.4.1 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. 3.2.4.2 Processor Status: se accede al archivo de estado del procesador. 3.2.4.3 IO Configuration: Se podrán establecer

y/o leer

las

tarjetas

que

conforman el sistema. 3.2.4.4 Channel Configuration: Permite configurar los canales de comunicación del procesador.

31

Contiene las distintas rutinas Ladder creadas para el proyecto.

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), temporizadores (timer), contadores (counter),...

Seleccionamos alguna de las opciones se despliegan diálogos similares al siguiente, en el que se pueden configurar diferentes parámetros según el tipo de elemento.

32

3.2.4.6 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 donde se ha producido tal error.

También es posible validar el archivo mediante Edit > Verífy File o el proyecto completo Edit > Verífy Project.

3.2.4.7 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.

3.2.4.8 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

33

procedentes de otras ventanas ó seleccionando opciones con el botón derecho del ratón).

34

4 CONFIGURACIÓN DE LOS AUTÓMATAS SLC 500.

4.1

Ejecute

el

programa

RsLogix

500

que

Inicio>Programas>Rockwell>Software>RsLogix>RsLogix.

4.2 Apareciendo la siguiente ventana:

4.3 Ir a "Archivo" y seleccione "Nuevo".

35

se

encuentra

en

4.4 Aparecerá una pantalla "Seleccionar tipo de procesador". Elija un tipo de CPU y pulse "OK".

4.5 Una vez aceptado (OK) aparecerá la ventana del proyecto y la ventana del programa Ladder.

4.6 Para realizar la configuración del procesador seleccionado, se hace Doble click en la opción "Configuración de canales". En el Árbol de proyecto.

36

4.7 Se puede configurar los diversos módulos de entradas y salidas tanto analógicas como digitales, con tan solo hacer un click.

4.8 En el icono de RACKS, se despliegan los diversos modelos existentes.

4.9 La fuente de alimentación del sistema se puede configurar en el icono Power Supply.

37

5 DESCRIPCIÓN INSTRUCCIONES BÁSICAS EN RSLOGIX 500.

Archivos de datos de salida y entrada (archivos O: 0 e I: 1) La tabla a continuación explica el formato de direccionamiento para salidas y entradas. Anote que el formato específico e como el número de ranura y s como el número de palabra. Cuando trabaje con instrucciones de archivo, haga referencia al elemento como e.s (ranura y palabra) tomados juntos.

38

Archivo de estado (S2:)

Archivo de datos de bit (B3:)

39

Archivos de datos de temporizador y contador (T4: y C5:)

40

Las diferentes instrucciones del lenguaje escalera se encuentran en la barra de instrucciones.

Para añadir un elemento sólo hay que colocar el cursor sobre algunos de los elementos de esta barra introduciéndose directamente en la rama o run donde nos encontramos en el programa. El punto muestra el lugar de ubicación válido (lugar de colocación) como se ilustra en la figura

Añadir una nueva rama al programa.

Crear una rama en paralelo a la que ya esta creada.

Instrucciones de un bit Son seis las instrucciones básicas que manejan un solo bit: contacto normalmente abierto, Contacto normalmente cerrado, salida externa, detector de impulso, salida enclavada y salida

Desenclavada. Estas instrucciones

operan únicamente sobre un bit de datos. Durante la operación, el procesador puede ponerlo en condición falsa (0) o verdadera (1), basado en la continuidad. Lógica de las líneas del programa.

41

Contacto normalmente abierto (XIC): Es una instrucción de entrada cuyo valor se asocia con un dispositivo externo o una variable interna de memoria, examina si la variable esta activa, es decir es verdadera, (valor₌1), si lo es permite el paso de la señal al siguiente elemento de la rama.

Contacto Normalmente Abierto.

En este ejemplo si la variable B3:0/0 es igual a 1 se activará la salida O: 0/0

Contacto normalmente cerrado (XIO): Es una instrucción de entrada que examina si examina si la variable esta inactiva, es decir es falsa, (valor₌0), si lo es permite el paso de la señal al siguiente elemento de la rama. :

Contacto Normalmente Cerrado.

En este ejemplo si la variable B3:0/0 es igual a 0 se activará la salida O: 0/0

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Salida externa (OTE): Es una instrucción de salida cuyo valor se asocia con un dispositivo externo. Si las condiciones previas de la rama son ciertas, se activa la variable. Si dejan de ser ciertas las condiciones o en una rama posterior se vuelve a utilizar la instrucción y la condición es falsa, la variable se desactiva.

Salida Externa Salidas Latch (OTL): Activación de la variable de manera retentiva, si las condiciones previas de la rama son ciertas, se activa la variable y continúa activada aunque las condiciones dejen de ser ciertas.

Salida Latch

Unlatch (OTU): Desactivación de la variable, normalmente esta instrucción se utiliza para anular el efecto de la anterior. si las condiciones previas de la rama son ciertas, se desactiva la variable y continua desactivada aunque las condiciones dejen de ser cierta.

Salida Unlatch

Instrucciones de temporización Las instrucciones que se explican a continuación ya no se basan en un solo bit, sino que manejan información en grupos de 16 bits. A un grupo de 16 bits le

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denominamos 1 palabra (word). Los temporizadores tienen asociados varios parámetros de configuración y estado actual del mismo.

PRESET: Tiempo total de duración del temporizador. ACCUM: Tiempo transcurrido después del arranque. DN: Bandera de tiempo terminado (DN=1 si ACC = o > PRE). TT: Bandera de tiempo corriendo (TT=1 si ACC < PRE). EN: Bandera de activación del temporizador.

Existen 3 tipos distintos de temporizadores:

Temporizador a la conexión (TON)

Use la instrucción TON 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 de que las condiciones de renglón permanezcan verdaderas, el temporizador ajusta su valor acumulado (ACC) durante cada evaluación hasta alcanzar el valor. Predeterminada (PRE). Cuando las condiciones de renglón se hacen falsas, el valor acumulado se reinicializa sin importar si el temporizador ha sobrepasado el límite de tiempo.

La representación del temporizador tipo TON en el software es la siguiente:

Ton

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Temporizador a la desconexión (TOF)

Use la instrucción TOF para activar o desactivar una salida, después de que su renglón ha estado desactivado durante un intervalo de tiempo preseleccionado.

La representación del temporizador tipo TOF en el software es la siguiente:

TOF Instrucciones de contador Al igual que el temporizador, el contador tiene asociado varios parámetros de configuración y estado que lo hacen muy operativo.

PRESET: Valor total de conteo ascendente o descendente. ACCUM: Valor actual del contador. CU: Bandera de indicación de conteo ascendente. CD: Bandera de indicación de conteo descendente. DN: Bandera de fin de conteo (DN=1 si ACCUM=PRESET o ACCUM=0). 40 El contador es una instrucción de salida que existe en dos formas: ascendente o descendente. A cada cambio de condición general en las entradas de falsa a verdadera, el valor de ACCUM se incrementa (o decrementa) en uno. Para el contador ascendente, ACCUM inicia en cero y al llegar al valor preestablecido (PRESET) la bandera de fin de conteo se activa (DN=1). Para el contador descendente, ACCUM inicia con el valor de PRESET y se va decrementando hasta llegar a cero, entonces DN=1. La representación de los contadores en el software es la siguiente:

s

Contadores 45

6 COMUNICACIÓN CON EL PROCESADOR A TRAVÉS DE RSLINX. El paquete Rslinx es una versión comercial del software de comunicaciones de Allen Bradley que acompañan a los paquetes de software de PLC y panel tales como Rslogix 500.

Este paquete incluye los protocolos de comunicación entre el PLC y la PC para los diferentes modelos de hardware que se pueden programar con esos paquetes.

6.1

Ejecute

el

programa

Rslinx

que

se

encuentra

en

Inicio>Programas>RockwellSoftware>Rslinx>Rslinx, apareciendo la siguiente ventana:

Pantalla de bienvenida de RSLinx Classic.

6.2 Para Adicionar un Driver, seleccione COMUNICATIONS > Configure Driver o dé click en el icono:

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6.3 Seleccione el Driver deseado de entre los tipos de Drivers disponibles, dependiendo de los módulos de interconexión que utilizará para la conexión del PLC al PC:

6.3.1 Para conectar un PLC a través de una conexión punto-punto usando el puerto Rs232 del PLC (por ejemplo, un SCL 5/03, 5/04 y 5/05), utilice el driver Rs232 DF1 Devices.

6.3.1.1 Hacer un click en la opción RS-232 DF1 devices y entonces de un click al botón Add New...localizado a la derecha de la lista.

Configuración de Driver. 6.3.1.2 La siguiente ventana que aparece será Add New RSLinx Driver. Seleccione el nombre de default AB_DF1-1 y click OK.

6.3.1.3 Dar click en Add New, para configurar el puerto en el cual conectará el módulo y los parámetros del protocolo serial.

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Configuración de Driver RS-232 DF1. 6.3.1.4 Deberá asegurarse que este correctamente seleccionado lo siguiente Comm Port

correcto, Device Type (SLC-CH0/Micro/PanelView), y Station

Number (00). Enseguida de un click en el botón de Auto-Configure. Si todo esta propiamente configurado, varios mensajes de pruebas son mostrados en la caja gris al lado del botón de Auto-Configure y entonces aparecerá el mensaje final Auto-Configuration Successful.

Configuración de Driver RS-232 DF1.

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6.3.2 Para conectar un PLC a través de una red Ethernet (por ejemplo, un SCL 5/05), utilice el driver Ethernet Devices o Ethernet/ IP Driver.

6.3.2 .1 configuración IP de la Computadora. 1.

En tu escritorio, Hacer click derecho sitios de red y seleccionar propiedades.

2.

3.

Doble click en conexión de área local.

Click a propiedades.

49

4.

En la tabla general, seleccionar protocolo internet (TCP/IP) y hacer cilck a propiedades.

5. Seleccione y use la siguiente dirección IP. 6. Click a Ok.

Nota: En RSLinx, se encuentran tres drivers Ethernet diferentes: EtherNet/IP Driver (driver EtherNet/IP), Ethernet devices (dispositivos Ethernet) y Remote Devices via Linx Gateway (dispositivos remotos a través de la pasarela Linx). Normalmente, se utiliza la opción nueva, EtherNet/IP Driver.

Se realiza una búsqueda automática de todos los dispositivos compatibles con EtherNet/IP que haya en la red. Con este driver no se encuentran algunos productos EtherNet/IP de Rockwell EtherNet/IP más antiguos. Los otros drivers funcionan con todos los productos EtherNet/IP de Rockwell, pero sólo buscan

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en las direcciones IP que se incluyan manualmente para la búsqueda. Cuando es necesario, se pueden combinar diferentes drivers o varias instancias de cada uno de los tipos activos en RSLinx simultáneamente.

Conexión a través “Ethernet devices” Abrir el programa RSLinx y escoger el diálogo Communications>driver configuration. Seleccionar “Ethernet devices” de los controladores (drivers) disponibles

Le damos el nombre que nos interese y pulsamos OK! Automáticamente se añadirá a la lista de drivers configurados con estado de ejecutándose

En la siguiente imagen hay que conocer las IP de los dispositivos que vamos a añadir, con lo cual, todos los dispositivos tienen que estar en la misma Red.

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Ya podemos observar que se ha detectado el PLC, un SLC 5/05 el único de su familia que posee un puerto Ethernet, un Panel View Plus, y el propio PC, con esto ya estamos preparados para transferir el proyecto al PLC con el Rslogix500

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Abrir el programa RSLinx y escoger el diálogo Communications>driver configuration. Seleccionar “Ethernet/IP Drivers” de los controladores (drivers) disponibles y cargar al programa RSLinx (Add new)

Click OK al nombre por defecto y click Browser Local Subnet

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7 MODOS DE OPERACIÓN DE UN PROCESADOR SLC 500

El conmutador de modo del procesador ofrece un medio mecánico para mejorar la protección del controlador y del sistema de control. Se debe mover físicamente el conmutador de modo del controlador para cambiar su modo de operación de RUN a REM o a PROG.

7.1 RUN (MARCHA): RUN

Su posición coloca el procesador en el modo de marcha. El procesador ejecuta el programa de escalera, supervisa los dispositivos de entrada, energiza dispositivos de salida, y actúa contra las fuerzas de E / S habilitados.

En este modo se puede:  Ejecutar el programa: Las salidas están habilitadas. (El equipo que está siendo controlado por las E/S direccionadas en el programa de escalera empieza a operar).  Forzar E/S.  Guardar el programa en una unidad de disco.  Habilitar salidas.  Editar valores de la tabla de datos. No puede crear ni borrar un archivo de programa, tampoco crear ni borra archivos de datos, ni cambiar los modos de operación a través del software de programación mientras está en el modo marcha.

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PROG (PROGRAMACIÓN): PROG

Es el modo del controlador durante el cual el lenguaje de programación no se está ejecutando. Las E/S no se controlan y hay operaciones de edición limitadas disponibles.

Los módulos de salida se configuran al modo de programación: ON (encendido), OFF (apagado), HOLD (pausado).

En este modo de operación no se puede:  Inhabilitar salidas.  Crear, modificar y borrar archivos de escalera o archivos de datos.  Descargar a un módulo EEPROM.  Guardar/ restablecer programas. 7.2 REM (REMOTO):

REM

Si se desea cambiar entre modos programa remoto, prueba remota y marcha remota a través del software de programación.

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7.2.1 Modo marcha remoto: Este modo es idéntico al modo marcha, excepto que usted puede editar el proyecto en línea.

7.2.2 Modo prueba remoto: Las E/S no se controlan y hay operaciones de edición limitadas disponibles. Los módulos de salida se configuran al modo de programación: ON (encendido), OFF (apagado), HOLD (pausado).

7.2.3 Modo programa remoto: Este modo es idéntico al modo programación.

En este modo se puede:  Marcha remota, para habilitar salidas, guardar/restablecer programas, y editar en línea.  Programación remota.  Prueba remota, ejecutar programas de escalera sin las salidas inhabilitadas. No puede crear o borrar programas de escalera o archivos de datos. Se puede guardar/restablecer programas. Editar en línea.

Modos de operación del controlador y significados

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8. CARGA Y DESCARGA DE PROGRAMAS EN RSLOGIX 500. Una vez que se ha terminado de introducir la lógica de escalera, se debe corroborar que no se han cometido errores de sintaxis. Para ello, se puede seleccionar la opción verificar programa “verify program “en el menú editar “edit” Si el programa no tiene errores, puede ser guardado con un nombre adecuado en un directorio del PC, bajo la extensión “.RSS “una vez guardado se descarga al PLC.

Para descargar el programa en un procesador la llave puede estar en RUN o en REM.

Llave en modo RUN

8.1 En el menú principal se escoge comunicaciones:

8.2 Se selecciona System Comms se desplegará la siguiente figura.

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8.3 Observaremos que se habilita la ruta de comunicación, posicionándonos en el controlador con el cual estamos comunicados y presionamos Descargar (Download).

A continuación aparecen diversas ventanas de diálogo que se deben ir aceptando sucesivamente:

8.4 Salvar el programa

58

8.5 Aceptación de la descarga

8.6 Petición de colocar la llave en MODO PROGRAM

59

8.7 Descarga del Programa en proceso.

8.8 Descarga de Programa culminada

60

8.9 El programa esta en modo funcionamiento RUN

Descarga con la llave en REM.

Se repiten los pasos: 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5 y 8.7 el paso 8.6 no es necesario por estar en el modo de operación REM.

61

Descarga culminada, confirmación de Modo Run

Programa en marcha modo RUN PROGRAM.

62

En algunas ocasiones no tenemos el archivo. RSS, para colocarnos en línea con el controlador en este caso realizamos un Upload

Presionamos Upload

Tenemos la oportunidad de renombrar el Archivo

63

Levantamiento del archivo.

Petición de ir en línea.

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Dependiendo de la posición de llave, depende el modo RUN

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9. EDICIÓN EN LÍNEA DE UNA LÓGICA DE ESCALERA.

En un proyecto RSLogix 500 se puede modificar en línea siempre y cuando la llave se encuentre en REM, donde se puede realizar las siguientes acciones:  Introducir un renglón, una instrucción, una dirección o un símbolo.  Editar una instrucción.  Introducir una Bifurcación.  Verificar la lógica de escalera. Pasos para realizar una edición en línea:

9.1 colocamos el cursor en la rama o rung que deseamos editar. 9.2 se presiona el icono de editar Rung.

Edición de Rung

Rama a editar

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Inmediatamente se crea un rung en paralelo, para ser editado.

Modificaciones en el RUNG

67

Se acepta la edición del RUNG en el icono respectivo

Se acepta la edición

68

Aparece el siguiente dialogo.

El siguiente paso es ensamblar a la edición en el ícono respectivo

69

Un mensaje de aceptación de ensamblaje aparece el cual hay que aceptar.

Edición culminada.

70

10. FORCE DE UNA ENTRADA Y O SALIDA. Hay que ser extremadamente cuidadoso a la hora de realizar un force. Todas las funciones de forzadas pueden producir movimientos inesperados

de la

máquina y posiblemente causar lesiones personales o daño al equipo. Hay que destacar que sólo se puede forzar una E/S física.

Colocando el cursor en la E/S que vamos a forzar y

habilitamos el click

derecho, desplega una serie de instrucciones donde aparece el force en ON o en OFF.

En el ejemplo seleccionamos el Force en ON, inmediatamente en la barra de herramientas indica que existe el force

Seguidamente en la barra de herramientas habilitamos el force 71

El siguiente mensaje de aceptación aparecerá

El force ya esta habilitado

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11. INDICADORES DE LOS PROCESADORES SLC 500 El único modo de comunicación entre usted y el procesador entre el momento en que usted conecta la alimentación eléctrica al procesador SLC 5/03, SLC 5/04 y SLC/05 y el momento en que éste pueda establecer comunicación con un dispositivo de programación conectado, es por medio de la pantalla LED.

Cómo encender la pantalla LED

Cuando se aplica la alimentación eléctrica, todos los LED parpadean momentáneamente y luego se apagan. Esta es parte de la secuencia de encendido normal. Luego del autodiagnóstico del procesador, todos los LED volverán a parpadear momentáneamente. Si el programa de usuario está en un estado de marcha, el LED de MARCHA se ilumina. Si un fallo existe dentro del procesador, el LED FLT se ilumina.

Cómo identificar errores del procesador durante la descarga de un sistema de operación

El proceso de descarga dura aproximadamente 45 segundos. Durante este período, observe la pantalla LED para ver la información de estado. Durante el progreso de la descarga, los LED de MARCHA y FLT permanece apagados. Los LED de RS232, DH485 ó DH+, FORCE y BATT se iluminan en una secuencia previamente definida. Si la descarga se realiza exitosamente, los LED anteriores se iluminan.

Si ocurre un error durante el proceso de descarga de un módulo de memoria del tipo sistema de operación o durante el proceso de autodiagnóstico de encendido normal, el LED FLT se ilumina y los cuatro LED se parpadean intermitentemente a una velocidad de 2 segundos.

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Nota: Mueva el interruptor de llave de RUN a PROG y luego de vuelta a RUN; esto es posible que resetee el fallo.

LED´s procesadores SLC/03, SLC/04 y SLC/05

FORCES HABILITADOS

OPERACIÓN NORMAL PROCESADOR EN FALTA

RED HABILITADA COMUNICACIÓN EN PROCESO

BATERÍA DESCARGADA A

FORCES HABILITADOS OPERACIÓN NORMAL

RED HABILITADA

PROCESADOR EN FALTA COMUNICACIÓN EN PROCESO

BATERÍA DESCARGADA A

FORCES HABILITADOS

OPERACIÓN NORMAL

PROCESADOR EN FALTA

RED HABILITADA

BATERÍA DESCARGADA A

COMUNICACIÓN EN PROCESO

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