CONTROLADOR LÓGICO

PROGRAMABLE (PLC)Profesor: Ing. Guillermo H. Galindez Ortiz

email: g.galindezo@gmail.com

Automatización de Procesos. Semestre 2019-II

AUTÓMATA PROGRAMABLE (AP)

CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC)

Son dispositivos electrónicos programables, diseñados para ser utilizados

en un ambiente hostil (entorno industrial). Utilizan una memoria

programable para el almacenamiento de las instrucciones en el control

de proceso secuenciales en tiempo real.

Cuenta con funciones lógicas, secuencias, temporizadores, contadores y

funciones aritméticas con el fin de controlar mediante entradas y salidas

(E/S) que pueden ser analógicas y digitales. (IEC 61131)

CLASIFICACIÓN DE LOS PLC

COMPACTOS: Sus elementos

están en un solo bloque o

caja, es decir la fuente de

alimentación, CPU, memoria,

unidades entradas/salidas

(E/S), comunicación y en

algunos casos se pueden

conectar módulos de

expansión.

Ejm: línea LOGO de SIEMENS. Input

x8 AC/DC y Ouput x4 a Relé.

Google.imágenes.com. PLC Siemens LOGO! 230RC.

Recuperado de https://bit.ly/35qBjms

CLASIFICACIÓN

DE LOS PLC

MODULARES: Presenta todos los

elementos en módulos o partes

que realizan funciones

especificas, como módulos de

entrada/salida (E/S), módulos

de comunicación, fuente de

alimentación, CPU entre otras.

Ejm: línea SIMATIC S7-1500 de

SIEMENS.

Google.imágenes.com. PLC Siemens SIMATIC S7-1500.

Recuperado de https://bit.ly/2pP91Da

ESTRUCTURA INTERNA DE PLC

Google.imágenes.com. Diagrama de Bloques de la estructura general del PLC.

Recuperado de https://bit.ly/2XNr1uc

COMPONENTES DEL PLC

CPU: Puede ser un procesadores o microprocesadores, se encarga

administrar y procesar la información de la memoria, las interfaces de

entrada/salida y la comunicación de acuerdo a las tareas programadas

por el usuario.

MEMORIAS: Son las encargadas de almacenar y/o extraer información

para ser procesadas, así como los registros de ubicación de las

instrucciones y de los periféricos del PLC. Se dividen en:

• MEMORIA PERMANENTE (ROM, EPROM, EEPROM o FLASH) donde se

ejecuta el SO del PLC;

• MEMORIA DE OPERACIÓN (SRAM) donde se ejecuta el programa

utilizado en un determinado proceso.

COMPONENTES DEL PLC

INTERFAZ DE ENTRADAS: es el módulo que permite captar las señales

del exterior (pulsadores, interruptores, sensores tipo inductivo,

capacitivo, ópticos, encoders, entre otros) para determinar una

acción a seguir, esta señal puede ser de tipo digital o analógica.

INTERFAZ DE SALIDAS: Al igual que las entradas en un PLC, existe

tipos de salida para conectar a circuitos de los actuadores, estas son

de acuerdo al tiempo de respuesta de la salida que sea requerida.

COMPONENTES DEL PLC

INTERFAZ DE ENTRADA/SALIDA

SEÑALES DIGITALES: Basada en estado lógicos binarios (nivel “0”

como apagado, bajo o falso y nivel “1” como encendido, alto o

verdadero).

Según la IEC 61131 define los siguientes rangos:

• Nivel lógico “0”: Va de -3 a +5 VDC para sistemas a 24 VDC y de 0 a

40 VAC parasistemas a 230 VAC.

• Nivel lógico “1”: Va de +11 a +30 VDC para sistemas a 24 VDC y de

164 a 253 VAC parasistemas a 230 VAC.

¡RECUERDE VERIFICAR EL RANGO DE ACUERDO AL PLC EMPLEADO¡

COMPONENTES DEL PLCINTERFAZ DE ENTRADA/SALIDA

SEÑALES ANALÓGICAS: Son aquellas

que tienen un valor continuo,

utilizando un módulo interno de

conversor analógico digital (A/D), el

cual convierte la señal de entrada de

tensión o corriente a un valor digital

para su procesamiento. De manera

usual los rangos que se manejan son 0

a 5 VDC ó 0 a 10 VDC en tensión y en

corriente de 4 a 20 mA.

Google.imágenes.com. Señal Analógica de entrada a un PLC.

Recuperado de https://bit.ly/338ZEvy

CICLO DE OPERACIÓN

Google.imágenes.com. Ciclo de operación PLC Siemens S7-300.

Recuperado de https://bit.ly/2OELEEz

ELEMENTOS DE PROGRAMACIÓN

Un lenguaje de programación es el

conjunto de reglas sintácticas y

semánticas, que interpreta una equipo de

manera ordenada para ejecutar la acción

de control deseada. Según las norma IEC

61131, se pueden emplear utilizar 5

diferentes tipos en el caso de los PLC.

Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

LADDER DIAGRAM (LD)

Es un lenguaje basado en

los diagramas lógicos

(lógica cableada), una

manera fácil de dibujar

los programas, una

ventaja importante es que

los símbolos están

normalizados de acuerdo

a NEMA. Los elementos

gráficos organizados en

redes conectadas por

barras de alimentación.Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

FUNCTION BLOCK DIAGRAM ( FBD )

Diagrama de bloques de

Funciones, es un lenguaje gráfico

que permite programar elementos

que aparecen como bloques

funcionales para ser cableados

entre si de forma análoga al

esquema de un circuito,

empleando símbolos lógicos.

Google.imágenes.com. Ejemplo de Diagrama de bloque de funciones.

Recuperado de https://bit.ly/34qWl48

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

INSTRUCTION LIST ( IL )

Listado de instrucciones, un

lenguaje de texto, basado en la

sintaxis booleana.

Cada instrucción está formada por

un mnemónico o código,

(abreviatura que representa una

función), y uno o varios

argumentos (variables que indican

la dirección de memoria sobre la

que se va a trabajar).

Google.imágenes.com. Ejemplo de Lista de instrucciones.

Recuperado de https://bit.ly/2XI6JSU

ELEMENTOS DE PROGRAMACIÓN

STRUCTURED TEXT ( ST )

Texto estructurado, es un

lenguaje de alto nivel

estructurado por bloques que

posee una sintaxis parecida al

PASCAL, C y BASIC.

En el caso de Siemens se denomina

SCL (lenguaje de Control

Estructurado) trabajado en el STEP

7.

Google.imágenes.com. Ejemplo de Texto estructurado.

Recuperado de https://bit.ly/37yaNcT

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

GRAFCET o SEQUENTIAL FUNCTION CHART (

SFC )Diagrama funcional de

secuencias, lenguaje gráfico que

proporciona una representación en

forma de diagrama de las

secuencias del programa. Soporta

selecciones alternativas de

secuencia y secuencias en

paralelo.

Google.imágenes.com. Ejemplo de lenguaje GRAFCET.

Recuperado de https://bit.ly/33h483c

PROGRAMACIÓN PLC

Se puede definir bloques operacionales y/o bloques funcionales.

La sintaxis utilizada un “%” que indica que es una variable con la

siguientes características:

Prefijo para área: I = entrada; Q = Salida; M = Marcador o memoria

interna.

Para el tamaño: X = bit; B = un Bite; W = palabra; D = doble palabra.

PROGRAMACIÓN PLC

Programación por contactos o KOP

SÍMBOLO NOMBRE DESCRIPCIÓN

Contacto NA

Se activa cuando hay un uno lógico en el elemento que

representa, esto es, una entrada (para captar información

del proceso a controlar), una variable interna o un bit de

sistema.

Contacto NC

Su función es similar al contacto NA anterior, pero en este

caso se activa cuando hay un cero lógico, cosa que deberá

de tenerse muy en cuenta a la hora de su utilización.

Bobina NA

Se activa cuando la combinación que hay a su entrada

(izquierda) da un uno lógico. Su activación equivale a decir

que tiene un uno lógico. Suele representar elementos de

salida, aunque a veces puede hacer el papel de variable

interna.

PROGRAMACIÓN PLC

Programación por contactos o KOP

SÍMBOLO NOMBRE DESCRIPCIÓN

Bobina NC

Se activa cuando la combinación que hay a su

entrada (izquierda) da un cero lógico. Su

activación equivale a decir que tiene un cero

lógico. Su comportamiento es complementario al

de la bobina NA.

Bobina SET

Una vez activa (puesta a 1) no se puede

desactivar (puesta a 0) si no es por su

correspondiente bobina en RESET. Sirve para

memorizar bits y usada junto con la bina RESET

dan una enorme potencia en la programación.

Bobina RESETPermite desactivar una bobina SET previamente

activada.

PROGRAMACIÓN PLC

EJEMPLO SISTEMA ESCALERA

Consiste en una secuencia lógica de instrucciones o contactos.

Google.imágenes.com. Ejemplo de lenguaje LADDER.

Recuperado de https://bit.ly/37A6Ggb

MODOS DE OPERACIÓN PLCSIEMENS S7-1500

MODO RUN: En este estado el

PLC ejecuta el programa del

usuario.

MODO STOP: No se ejecuta el

programa del usuario.

MODO MRES: Permite el borrado

total de la CPU.

REFERENCIAS DE CONSULTAS

SIEMENS. Manual de producto SIMATIC S7-1500. Ver aquí.

PLC Software y Lenguaje de programación, Universidad Nacional de Educación

Distancia UNED. España. Ver aquí.

Centeno P. Pedro. Introducción al TIA Porta con S7-1500. Universidad

Politécnica de Madrid. Disponible aquí.