Sistema de Control de Plc

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO ENTRABAJO INDUSTRIAL

OCUPACIÓN

CONTROLISTA DE MÁQUINAS YPROCESOS INDUSTRIALES

I*;..

MANUAL DE APRENDIZAJE

• INSTALAR SISTEMA DECONTROL CON PLC

Técnico de Nivel Operativo

AUTORIZACIÓN Y DIFUSIÓN

MATERIAL DIDÁCTICO ESCRITO

FAMILIA OCUPACIONAL

OCUPACIÓN

NIVEL

ELECTROTECNIA

CONTROLISTA DE MÁQUINAS YPROCESOS INDUSTRIALES

TÉCNICO OPERATIVO

Con la finalidad de facilitar el aprendizaje en el desarrollo de la formación y capacitación en laocupación del CONTROLISTA DE MÁQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES a nivel nacional ydejando la posibilidad de un mejoramiento y actualización permanente, se autoriza la APLICACIÓNY DIFUSIÓN de material didáctico escrito referido a INTALAR SISTEMA CONTROL DEMÁQUINAS PLC.

Los Directores Zonales y Jefes de Unidades Operativas son ios responsables de su difusión y aplicaciónoportuna.

DOCUMENTO APROBADO TOR ELGERENTE TÉCNICO DEL SErVATI

N°dePágina 136

Firma ... .Nombre: Jorge Saavedra Gamón

Fecha:.

Registro de derecho de autor: 1032-2002

PRESENTACIÓN

La presente Unidad Instruccional de la ocupación Controlista deMáquinas y Procesos Industriales, tiene como objetivo desarrollar habilida-des prácticas en la realización de las operaciones de Montaje, cableado yprogramación de los Controladores Lógicos Programables (PLC); a travésde la Tarea: Instalar Sistema de Control con PLC, e igualmente impartir cono-cimientos Tecnológicos Específicos y Aplicados (Matemática, CienciasBásicas, Dibujo Técnico, Segundad e Higiene Industrial y Ambiental), rela-cionados con la tarea.

En la presente Unidad Instruccional se incidirá en los PLC compactos ycontrol de señales del tipo digital discreto.

Esta Unidad Instruccional es de aplicación fundamentalmente en elPrograma de Aprendizaje Dual y Calificación de trabajadores en servicio.

Para una adecuada información, la presente Unidad Instruccional,denominada "Instalar Sistema de Control con PLC", está ordenada de lasiguiente forma:

H.T. HojadeTarea.

H.O. Hoja de Operación.

H.T.E. Hoja deTecnología Específica.

H.C.T.A. Hoja de Conocimientos Tecnológicos Aplicados.

H.Tr. Hoja de Trabajo.

Asimismo, incluye una hoja correspondiente a la bibliografía emplea-da.

Elaborado en la Zonal : Lambayeque Cajamarca Norte

Año : 2000

Instructor : Ing. Ricardo Rodríguez Paredes

RELÉ TÉRMICODIFERENCIAL

PLC

MOTORTRIFÁSICO

N°

010203040506

01PZA.

ORDEN DE EJECUCIÓN

Planificar instalación.Realizar esquemaFijar elementos de fuerza y mandoCablear circuitoProgramar el PLCProbar funcionamiento.

MATERIALES / INSTRUMENTOS

- Cable TW N° 1 4 AWG-CableTFFN°18AWG- Disyuntor motor 1 6 A- Contactor electromagnético 1 ó A- Relé térmico diferencial (1 3-20)A- Motor trifásico 4 HP/220 V- Botonera de marcha y paro

_.!

- Controlador lógico programable6E/45 discretas

- Tubo conduit 3/8"- Multitester- Megóhmetro

01 1CANT.I DENOMINACIÓN

IBT " « INSTALAR SISTEMA DE CONTROL CON PLC HT 01

B^W^H CONTROLISTA DE MAQUINAS Y TIEMPO:

f STpERül PROCESOS INDUSTRIALES ESCALA:

• 'X :

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OBSERYACK i

REF. 1/1

HOJA: 1/1

2000

SEN£TIZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN

INSTALAR SISTEMA DE CONTROL CON PLC

i CONTROUSTA DE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIALES

H.O. 1/15

OBJETIVO

• Instalar sistema de control con contro-ladores lógicos programables.

• Programar controladores lógicos pro-gramables compactos, de señales decontrol discreto.

PROCESO DE EJECUCIÓN

01. Planificar instalación:

• Ordenar puesto de trabajo.

• Ubique en el puesto de trabajo losmateriales, herramientas e instru-mentos.

02. Realizar esquema

• Dibujar un formato A4, el esquemade conexiones de la instalación.

SISTEMA DE FUERZA SISTEMA DE MANDO

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TSXNano .

0 1 2 C 3 f | - A ] B SG

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H1

SFig. 1.- Sistema de fuerza Fig, 2.- Sistema de mando

SENAT1ZLCN-PERU

HOJA DE OPERACIÓN


CONTROLISTA DE MAQUINAY PROCESOS INDUSTRIALES I

H.O. 2/li

03. Fijar elementos de fuerza y mando

• Fijar riel de montaje y acoplar disyuntor motor, contactor y relé térmico en eltablero de trabajo.

Fig. 3.- Pasos a seguir para el móntate

Fig. 4. Montaje en perfilados DIN de 35 mm de anchoMontaje Desmontaje

Posicione y atornille el PLC al per- 1. Con un destornillador desplace la pes-fílado DIN según se indica en la taña de protección hacia abajo parafigura. garantizare! ajuste al perfilado DIN.

2. Con la pestaña de protección desblo-queada, haga girar el PLC como seindica en la figura.

Para facilitar la circulación natural del aire, los PLCs TSX Nano así como los módu-los analógicos deberán instalarse en plano vertical.

Fig. 5. Posiciones de montaje en plano vertical.

1. Topes de bloqueo

2. Chopa

SEIMAnZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN


CONTROLISTA DE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIALES

H.O. 3/15

• Fi¡artuberíosyaccesor¡os.

i Fijar motor eléctrico.

- Traslade el motor seleccionado,siguiendo estrictamente las indicacio-nes del instructor. Coloque sobre surespectiva base.

- Inserte pernos de anclaje y coloquelas tuercas dejándolas flojas para ajus-tar posteriormente.

- Proceda al nivelado del motor en labase y según la indicación que de elnivel, introduzca calzas de diversosespesores hasta lograrsu nivelación.

- Coloque la correa en "V" o la fajaplana, según el tipo de placa emplea-da por la máquina que simula la carga.

- Alinie el grupo así acoplado, verifi-cando siempre el nivelado.

- Asegure los pernos a la base delmotor en forma cruzada.

04. Cablear circuito

• Proceda a cablear el sistema de fuerza,iniciando con el cableado de alimenta-ción del disyuntor motor al contactor,luego al relé térmico diferencial y deéste al motor. Incluir el conductor detierra. Use conductor N° 1A AWG tipoTW. ' .

• Cablear el sistema de mando, los ele-mentos de entrada y salida del PLC y latensión de alimentación. Use conduc-tor N° 18 AWG tipo TFF.

Fig. 8.- Cableado del PLC

tt . -ro-

Fig. 6

4 3H 1 1 US

ca

Fig. 7

SEÑADZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN


CONTROLISTA DE MAQUEASY PROCESOS INDUSTRIALES

H.O. I 4, 5

05. Programar el PLC

1. Programa LADDER a desarrollar:

• Al dar el pulso de mar-cha, el motor trabaja.

Después de 1 O seg. Seenciende una lámpara.

Al pulsar % 10. 1, el sis-tema se desenergiza, elmotor para y la lámparaapaga.

% 1 0.0 % 1 0.1II I-"1 1

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OPERANDO

% 1 0 . 0% I 0 . 1%Q0.0% Q0 . 1% TM 0

DESCRIPCIÓN

MARCHAPAROMOTOR 1LAMPARATEMPORIZADOR

2.lnicializar el programa PI7-0 7

a. Introducir esta ruta de acceso:

c:\PL707.

b. Teclear: PI707. Pulsar <¡ntro>

C:\>cd p!707

c:\PL707>p!707

La ventana principal aparece. La barraprincipal del menú visualiza cuatro ele-mentos activos en el menú "Fichero","PLC", "Ventana", y"?". Los restantes ele-mentos de la barra de menú estarán som-breados (por lo tanto no válidas).

La barra de estado (1) visualiza la palabra"inicio" para indicar que no hay ningunaaplicación abierta.

Abrir un fichero nuevo

Seleccionar Nuevo en el menú "Fiche-ro"

Editar Ve7-.-

Abn» Ctr-liO

Salvar Ctrl+5Salvar comoCerrar

SENAT1ZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN


i CONTROLISTA DE MAQUINAS 1[ Y PROCESOS INDUSTRIALES J

H.O. 5/15

Se activan las opciones de la barra demenú que estaban sombreadas en el esta-do inicial.

La barra de estado muestra "Autónomo"para indicar que se ha abierto una aplica-ción, pero que el PC no está en comunica-ción con el autómata.

Cuando se utilice por primera vez, la ven-tana principal muestra por defecto lavisualización Ladder.

Después, el modo de visualización que semuestra por defecto (Lista o Ladder)corresponde al último modo de visualiza-dón utilizado durante la sesión anterior.

• Seleccionar el entorno de programación

Para pasar de un modo de visualiza-ción a otro, seleccionar Editor de Listao Editor Ladder en el menú Ver.

En esta iniciación, utilizaremos lavisualización Ladder.

Nombre de Fichero

A. Seleccionar "Salvar" en el menú "Fi-chero" para dar nombre a un fiche-

Nueva CtrltNAbrir Ctrl-t-D

Salvar comoCerrar

B. En el cuadro de diálogo Selecciónde ficheros, reemplazar el asteriscoque figura en el campo Nombre defichero por un nombre que cumplacon las normas de DOS en cuanto anombres de ficheros {8 caracteresmáximo). SeleccionarOk.

tiorrbr» dt fieh«re:

SEÑARZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN


CONTROÜSTA DE MAQUINAY PROCESOS INDUSTRIALES I

H.O. 6/1-

Visor

Aparece la ventana Visor de ladderquepermite desplazarse en un programamientras se crea un circuito en EditorLadder.

Para visualizar Editor de Ladder, selec-cionar la opción Insertar circuito en elmenú Herramientas. : '• ' .PL?OTV.flB=BU.Lt:i -

Configuración PLCValidar programa

Insertar lista Ctrl+lnsEditar circuito actual CtrltEEliminar circuito actuai Ctrl+Q

Editor

El entorno de programación en len-guaje de contactos (Ladder) consta dedos barras de herramientas y de unabarra de instrucciones:

(1) Barra de herramientas del editorLadder.

(2) Barra de herramientas del visor deLadder.

(3) Barra de instrucciones del editor Lad-der.

Barra de herramientas del editor (1)

Cada botón corresponde a una opcióndel menú Herramientas del editor deLadder.

•/Í.QIEditor Ladder •

I:."4 f »**•! 1EE3 1 r ? i\

Ayuda

10

SENATIZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN


ÍCONTROLISTA DE MAQUINAS'[ Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.O. 7/15

Barra de herramientas del visor Ladder

(2)

Cada botón corresponde a una opciónen el menú de herramientas del visorLadder.

Tabla da etapas Grafcel,ai LaaderíüstLista'Laa

Barra de instrucciones del Editor (3)

Cada botón corresponde a unainstrucción en Ladder. El botón+ ....F10 muestra la paleta Ladderextendida, con instrucciones comple-mentarias.

El área derecha de la barra de instruc-ciones muestra el nombre de la instruc-ción seleccionada.

Cuadrícula

El área de datos del editor Laddermuestra una cuadrícula de programa-ción.

El número (1) señala una celda y el (2)una celda seleccionada. Utilice elpuntero del ratón o las teclas dedesplazamiento para seleccionar unacelda.

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Tedaí de Función Taclat da función o

Nombre de lo inilrucción

I

Fichero Editar Ver Herramientas Configuracic

Selección de una Instrucción

Seleccionar una instrucción en la barrade instrucción y colocarla en una celdacon ayuda del ratón o del teclado.

Ratón

Para seleccionar una instrucción, hacerclic con botón izquierdo del ratón enuna instrucción de la barra.

Para colocaruna instrucción, hacer cliccon el botón derecho del ratón en unacelda.

Seleccionar Colocar

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SEÑARZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN


CONTROLISTA DE MAQUIM

Y PROCESOS INDUSTRÍALA

H.O.

Teclado

Para seleccionar una instrucción, pulsela <tecla de func¡ón> correspondiente.

Para colocar una instrucción, utilice lasteclas de desplazamiento del cursorpara seleccionar una celda y luegopulsar la <barra espaciadora>.

3. Insertar las Instrucciones del circuito 0

A. Seleccionar un contacto normalmen-te abierto haciendo clic con el botónizquierdo del ratón en el contactode la barra de instrucciones opulsando <F2>.

Colocar un contacto de aperturahaciendo clic con el botón derechodel ratón en una celda. O seleccio-nar una celda con las teclas dedesplazamiento del curso o pulsarla <barra despaciadora>.

X

a

aV

UMSÍHBS«UJI_

rml i l il i l inrrh

>Colocar Teclas de

desplazamiento

La celda seleccionada está repre-sentada por una línea de puntos en(1). El contacto se señala con líneascontinuas en la celda.

C. Seleccionar un contacto normal-mente cerrado.

Fichero Editar Ver Herramientas

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SOMATlZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN


j CONTROLISTA DE MAQUINAS ][ Y PROCESOS INDUSTRIALES j

H.O. 9/15

D. Colocar un contacto normalmentecerrado.

E. Seleccionar una bobina. Fichero Editar Ver Herramientas Configuracicffffg

Ifflf

Editor Ladder

F. Seleccionar la celda después delcontacto normalmente cerrado.

G.Colocar la bobina. La línea hori-zontal se inserta automáticamente yla bobina se sitúa en la última celda.

• - . - : . . . . • • - - : ,,-,.. .-•• -

H. Seleccionar una línea vertical yluego la celda deseada.

13

SeNATIZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN


CONTROLISTA DE MAQUIN/Y PROCESOS INDUSTRIALES, ,|

H.O. 10/1-

I. Colocarla línea vertical

J. Seleccionar otro contacto y colocar-lo en la celda debajo de la primeralínea para terminar el gráfico delcircuito de contactos.

4. Insertar referencias (operando:)

A. Seleccionar la celda en la que se vaa insertar un operando.

B. Hacer doble clic en la celda o pulsar<¡ntro>. Aparecerá un cuadro deinserción de texto. '

Fichero Editar Ver Herramienta

C. Introducir la referencia del contactoen el cuadro de inserción de texto.

14

Fichero Editor Ver Herramienta

SEÑADZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN


CONTROUSTA DE MAQUINAS]Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.O. 11/15

D. Pulsar<¡ntro>

El cuadro de inserción se cierra y el

operando aparece encima de lainstrucción gráfica.

Repetir estos pasos para introducir los

operondos siguientes. Una vez reali-zado, el circuito de contactos se daráporterminado.

F. Seleccionarla opción Nuevo circuito enel menú Herramientas. En este ejem-plo se ha seleccionado la opción en labarra de herramientas de EditorLadder.

La opción Nuevo circuito válida elcircuito de contactos O y lo copia en elVisor de ladder. Se borra la cuadrícula

de programación de Editor Ladder quequeda preparada para otro circuito.

+ + + + +

+ + + + -r

r-

r-

5. Insertar el circuito de contactos 1

A. Seleccionar un contacto normal-mente de abierto en la barra deinstrucciones y colocarlo en laprimera celda.

i Fichero Editar Ver Herramienta

tEMmM&SMmmí

15

SG1MATIZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN


CONTROUSTA DE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIA

H.O. 12' 5

B. Seleccionar un bloque de funcióntemporizador en la barra de instruccio-

C. Seleccionar la celda después delcontacto normalmente abierto.

D. Colocar el bloque de función tempori-zador después del contacto normal-mente abierto.

La celda dibujada en gris muestra larelación de la celda seleccionada conel bloque de función resultante.

Un bloque de función ocupa 2 x4celdas.

vfs>{ fu;S'fti-yi*]*

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Fichero Editar Ver Herramien.

Fichero Editar Ver Herramientas Configurad

E. Seleccionar una bobina en la barra deinstrucciones. Seleccionar la celdadespués del bloque de función.

SENAT1ZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN


f CONTROUSTA DE MAQUINAS

[ Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.O. 13/15

F. Colocarla bobina. Se inserta de formaautomática la línea horizontal.

G. Insertar los operandos %QO.O, y

H. Hacer doble clic sobre el bloque defunción %TMO para-Seleccionarlo. Oseleccionar el bloque mediante lasteclas de cursor y pulsar <intro>

Fichero Editar Ver Herramientas..fConfi

Editor LaúdID

HELP H r

Aparecerá el cuadro de diálogo deltemporizador.

I. Seleccionarsus parámetros:Valor de "Preselecdón" = 1 0"Tipo de temporizador" =TON"Base de tiempo" == 1 segundoSeleccionar Ok.

J. Validar el nuevo circuito haciendo clicen el botón "validarcircuito".

T T3.0

+ T -

+ + H

%TMO

IN Q

TYPE TON

ADJ Y%TMO.P 9999 : ;

Oí™ O™~ ONO

i» M^

Fichero Editar Ver Herramientas

%QO.O-i-

H, IN

17

SEÑARZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN


I CONTROLISTA DE MAQUIN " |Y PROCESOS INDUSTRIALES.

H.O. 14/1.

6. Probarfuncionamiento

1. Comprobarla aplicación

a. Seleccionar Conectar en el menú"PLC".

El autómata deberá estar enmodo Stop. ^

b. Si el autómata no contieneninguna aplicación, o contieneuna diferente, aparece unmensaje en el que se pregunta alusuario si desea transferir unaaplicación o supervisar la que seencuentra en el autómata.

Seleccionar PC -> PLC pararealizar una transferencia (escri-tura sobre la que se encuentraactualmente en el autómata).Si el programa solicita que secambie la versión de la aplica-ción, seleccionar Gestión de laversión del PLC en el menú deconfiguración.La barra de estado muestra: "PLCconectado" para indicar que laconexión ha sido satisfactoria:- "Mem" para mostrar el númerode octetos en el programa.- "Stop" para indicar que elautómata no está en funciona-miento; "Modo conectado" paraindicar que el terminal estáconectado al autómata.

c. Seleccionar Operaciones PLC enel menú "PLC".

- " . . • : . : : : . ¿ ' ^ - ' . -_¿,_ • = .;*•'•':VMVentana ?

Transferir

: > 'Desconectar [Off Une]Operaciones PLCStop/Rub/lnieializar

i . - . . ! ' - ¡

Cambiar Animación Ctrl * FE

Las aplicaciones del PC y el autómata son di«lija une da laa opcionea aiguientee.

•»ptc->

Ventana ?

TransferirConectar (Online)Desconectar [OfffineJ

Btop/Run/lmejaJgar^ CW4-F5Cambiar Animación Ctrl+FB

d. Seleccionar Run en la ventana"Operaciones PLC".

SEN/OTZLCN - PERÚ

HOJA DE OPERACIÓN

INSTALAR SISTEMA DE CONTROL CON PLC •

CONTROUSTA DE MAQUINAS

Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.O. 15/15

Aparece un cuadro de diálogoinformación. Seleccionar Okpara iniciar la ejecución delprograma del autómata.

El indicador "Run" se enciende.Activarel conmutador conectadoa la entrada %IO.O(1).

Primero se encienden los indica-dores de la entrada %IO.O y de lasalida %QO.O y después de 10segundos el indicador de

e. Cerrar el cuadro de diálogo"operaciones de PLC".

2. Insertar comentarios

A. Ponerel autómata en Stop.

¡^Seleccionar un encabezado decontactos haciendo doble clic con elpuntero del ratón en éste. O

'seleccionar un encabezado de".circuitos de contactos utilizando lasteclas de desplazamiento del cursory pulsar <¡ntro>.

Se muestra el cuadro de diálogo deencabezado del circuito de contac-tos.

C. Teclear un título para el circuito decontactos en el campo Título, ycomentarios en el circuito decontactos en el campo Comentario.

0ograma esta a punto üe EJECUTARse. •

Si desea EJECUTAR el programa, presione IAceptar.

no, presione Cancelar.

Seleccionar Ok.

El encabezado del circuito muestrael título del circuito y la primera líneade comentarios.

NATIZLCN - PERÚ

HOJA DE TECNOLOGÍA ESPECÍFICA

CONTROLADORES PROGRAMABLES

CONTROLISTA DE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIAOS

[ «'= 1V "7

I.-INTRODUCCIÓN

El nivel de automatización ha sido cada vez mayor: desde las primeras funcioneselementales conducidas por el operador a nivel máquina; pasando por el controltotal de una máquina, hasta llegaral control completo de un proceso productivo.

Las tecnologías empleadas en la automatización pueden clasificarse en dos gran-des grupos: 1) tecnologías cableada y 2) tecnología programable o programada,como se muestra en la figura 1.

TECNOLOGÍA EMPLEADASEN LA AUTOMATIZACIÓN

TECNOLOGÍA CABLEADA

TRICA HIDRÁULICA NEU»

Fig. I.- Tecnologías empleadas en la automatización

Lo tecnología cableada se realiza abase de uniones físicas de los elemen-tos que componen la parte de control.Estos elementos pueden ser neumáti-cos, eléctricos o electrónicos. La formaen que se establecen dichas uniones sedetermina por la experiencia o por unplanteo teórico empleando las ecua-ciones lógicas de Boole.

La tecnología cableada ha sidoextensamente empleada, pero presen-ta los siguientes inconvenientes:

• Ocupa mucho espacio• Es poco flexible ante modificaciones

o ampliaciones• Es difícil de mantener (localización y

reparación de averías)• No es útil en aplicaciones con con-

troles complejos• Caros, debido al costo de sus com-

ponemos y a la gran cantidad de.horas necesarias para cablear las

mismas.

Hoy en día, la automatización deplantas industriales se ha visto impulsa-da y simplificada por el desarrollo detécnicas electrónicas confiables y bara-tas.

Los objetivos de una planta indus-trial: planificación de la, producción,calidad, productividad, etc.; Cuentancon herramientas electrónicas e infor-máticas que permiten automatizarla endiferentes niveles, de acuerdo a losrequerimientos del usuario.

Dentro de la tecnología programa-da, los fabricantes de tecnología de pro-cesos ofrecen actualmente múltiplessoluciones:

1. Sistemas de aplicación especifica enbase a microprocesadores.

Están orientados al control individualde variables físicas dentro de un proce-so: temperatura, presión, velocidad, flu-jo, pH, etc. El avance de la técnica

20

SEÑADZLCN - PERÚ

"N



CONTROLISTA DE MAQUINAS^Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.T.E. 2/47

digital ha permitido la aparición deequipos de control capaces de realizarno sólo la medición, sino también lageneración de una señal de controlpara mantener la variable física dentrode una consigna o referencia. Estos sis-temas al principio eran desarrolladospor fabricantes de sensores, con la fina-lidad de aplicar la electrónica digital ala instrumentación.

En la actualidad, los sistemas conmicroprocesador permiten la lecturade un número apreciable de variablesanalógicas (más de 8) y la generaciónde señales de control (más de 2).

En la figura 2, se muestra un sistemacon microprocesador que permite laadquisición y generación de señalesanalógicas y digitales; así como, laposibilidad de comunicarse con unequipo remoto. Realizan funciones entiempo real de adquisición de datos,control de proceso y supervisión del mis-mo. Pueden programarse en lenguajesde alto nivel.

ENTRADAS ANALÓGICAS

SISTEMA CON

MICROPROCESADOR

SALIDAS ANALÓGICAS DIGITALES

Fig. 2.- Sistema con microprocesador

2. Autómatas programables (PLC)

El controlador lógico programable(PLC), es un sistema electrónico de apli-cación industrial desarrollado en tornoa un microprocesador. Recibe comoinformación de entrada los estados desensores y/o transductores (de presión,temperatura, velocidad, posición,etc.), que se encuentran conveniente-mente distribuidos a lo largo del proce-so; a partir de esta información, y deacuerdo a un programa de ejecución,genera señales de salida que permitenactivar actuodores, como pueden ser:alarmas, electroválvulas, contactores,relays, sistemas neumáticos/ olcodiná-

m¡cos,etc.Fig. 3.- Configuración interna de un PLC

SEIMATIZLCN - PERÚ



f CONTROUSTA DE MAQUIS!"'[ Y PROCESOS INDUSTRIALES, v

H.T.E. 3/4,

3. Sistemas de Control distribuido (DCS)

Surgen de la necesidad de integrar a través de un concentrador la información pro-veniente de instrumentación inteligente.

Están basados en una estación central que supervisa todo el proceso, almacenadatos, presenta los resultados y en una o varias estaciones remotas situadas en elárea del proceso que realiza los algoritmos de control. Las estaciones remotas estánconstituidas por reguladores autónomos, autómatas programables u ordenadoresde proceso que se comunican con la estación central.

Son capaces de procesar señales provenientes de instrumentación de campo (trans-misores de presión, nivel, caudal, termopares, analizadores, etc.) y producir señalespara posicionar válvulas de regulación o señales on-off para accionar elementosfinales a dos posiciones.

Estructural mente dos DCS están constituidos por unidades modulares, conectadasentre ellos en modo serial. Las unidades modulares se pueden clasificaren:

a] Unidad de regulación que controlan las tarjetas de ingreso/salida, y elaboran lasfunciones de control continuo y lógico/secuencial.

fig. 4.- Sistema de Control Distribuido

b) Unidad de Inferíase con el operador que controla la estación de vídeo y de tecladocon el usuario.

«) Unidad Jo ¡ntorfasc seriul, destinado a la comunicación con sistemas externos,PLC's, computadoras, etc.

d) Unidad de Cómputo, destinado a funciones de archivo, grabación de datos, gene-

ración de reportes, control avanzado.

SENATIZLCN - PERÚ



CONTROUSTA DE MAQUINAS


H.T.E. 4/47

II.-EL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE.

1. Definición: Es un aparato electrónico digital basado en un microprocesador, conmemoria programable para almacenar instrucciones que cumplan (unciones espe-cíficas, tales como lógica secuencial, de tiempo, de conteo, cálculo, etc., desarrolla-do para el control de máquinas y procesos industriales.

Los PLCs incorporan interfases electrónicas que le permiten, por un lado recibir infor-mación proveniente de sensores, transductores y transmisores inteligentes, sistemas

. de monitoreo, etc.

La estrategia de control de un automatismo basado en PLC se define mediante el pro-grama de aplicación, el cual se desarrolla usando lenguajes de programación espe-cíficos para aplicaciones de control industrial.

2. Estructura básica de un PLC

La figura 5, muestra la estructura básica" de un PLC, que trabaja con señales- deentrada/salida,detipodigital.

Dispositivos deentrada del usuario

X~ENTRADAS

¿

SOFTWARE DE

PROGRAMACIÓNAVANZADA

utz¿>

Dispositivos desalida del usuario

V

MEMORIA{Programas y datos)

o . oPROCESADOR

O

O

SAL1DA

• S

OFUENTE DE ALIMENTACIÓN

W>us

— (CR)

-A,

Fig. 5.- Estructura básica de un PLC

23

ENATIZLCN • PERÚ



f CONTROLISTA DE MAQUrAs]1 Y PROCESOS INDUSTRIALES j

H.T.E. R3La estructura básica del hardware de un Controlador Programable propiamentedicho, está constituida por:

• Fuente de alimentación• Unidad de Procesamiento Central (CPU)• Módulos de memoria.. Módulos o interfases de entrada/salida (E/S)• Unidad de programación.

En la figura 6, se muestra el esquema general de un automatismo gobernado conPLC, en el cual se pueden distinguir etapas fundamentales: adquisición de datos,tratamiento y actuación.

Inferíalesde

EntradaCPU

Interfasesde

Salida

OPERADOR HUMANO

Flg. 6.- Diagrama de bloques de la estructura básica de un automatismo gobernado por un PLC.

A continuación, se describé con mayordetalle cada una de las partes del Con-trolador programable.

2.1. Fuente de Alimentación: Su funciónes la de suministrar la energía eléc-trica a la CPU, y demás tarjetassegún la configuración del PLC.

2.2. Unidad de Procesamiento Central(CPU): Es la parte encargada delprocesamiento de la iriíurmaciún yestá basado en un microprocesadory memorias.

Es la parte más compleja e imprescindibledel Controlador programable, que enotros términos podría considerarse el cere-bro del Controlador.

Contiene una unidad de control, la memo-ria interna del programa RAM (Memoriade acceso aleatorio), temporizadores, con-

• tactores, memorias internas del tipo relé,imágenes del proceso de E/S, etc. Sumisión es (per loe estados do !a señoleo de

entrada, ejecutar el programa de control ygobernar las salidas, el procesamiento espermanente y a gran velocidad.

24

SENATIZLCN - PERÚ

HOJA DE TECNOLOGÍA ESPECIFICA



H.T.E. 6/47

Memoriadel

Usuario

Temporiza-dores.

Imágenes BaseContadores Memorias de| Proceso de

Internas |PE/|PS Datos

Memoria ROMSist. Operativo

-

>\ Memoria RAM

UNIDAD DE X1 — N Uni¿afmL*/'Ca

CONTROL x "' y ALJ

["I CPUi ! - - . - --

.—s

r--

Módulos de Memoria Bus Periférico Canal S( ríe

Fig. 7.- Diagrama de bloques de tas unidades funcionales de la CPU

Otra de las funciones es, antes de la ela-boración del programa, depositar los esta-dos de señal de todas las entradas en unamemoria, denominado imagen del proce-so de entradas, y durante la ejecución delprograma, guardar los resultados de lascombinaciones en otra memoria denomi-nada imagen del proceso de salidas.

La CPU, al igual que para las computado-ras, se pueden clasificar de acuerdo a lacapacidad de su memoria y las funcionesque pueden realizar, además de su veloci-dad de procesamiento. El tiempo de lec-tura del programa está en función delnúmero y tipo de instrucciones y por logeneral es del orden de los milisegundos.

2.3. Unidad de Memoria ÍRAM-ROM).-La unidad de memoria se comunica con elmicroprocesador para leer v escribir infor-mación, tales como instrucciones, datos ydirecciones por intermedio de las lecturasRAM (escritura-lectura) y ROM (lectura).

Memoria Insertable (EPROM. EEPROMi: Sise quiere garantizartotalmente el conteni-do de la información sin que se pierda elprograma efectuado, éste deberá alma-cenarse y grabarse en memorias EPROMo EEPROM, cuyas características son:

• Pueden insertarse directamente enchu-fándolas al CPU en la memoria del pro-grama.

. Guarda información de manera per-manente.

• En una memoria EPROM se puedemodificar el contenido del programaborrándolo con luz ultravioleta y sepuede volver a grabar con un aparatode programación de memorias.

• En una memoria EEPROM se puedemodificar el contenido del programasimplemente sobre escribiendo y sepuede leptuyrumuí dheclurneiile en luunidad central (función COPY) o conun aparato de programación de memo-rias.

25

SEÑADZLCN - PERÚ



CONTROLISTA DE MAQUIK. > ]Y PROCESOS INDUSTRIALf-

H.T.E. 7/4/

ESTRUCTURACIÓN DE LAS MEMORIAS

La memoria es el dispositivo que nospermite almacenar información en formade bits (ceros y unos). Se emplean conmayor frecuencia tres tipos de representa-ción para la información: bit, byte ypalabra.

1. BIT: es la unidad elemental de infor-mación donde sólo puede tomar dosvalores en "1" ó un "O", es decir, un bites suficiente para representar unaseñal binaria.

2. BYTE: es la unidad compuesta por unaagrupación ordenada de 8 bit, es decir,ocho dígitos binarios. Es un byte sepueden representar el estado de hastaocho señales binarias, puede usarsepara almacenar un número cuya

magnitud como máximo sería:11111111=2 ? -1 =255 ;í

3. Palabra: se utiliza para obtener mayorcapacidad de procesamiento. Lapalabra es una unidad mayor com-puesta por 1 6 bits = 2 bytes. Los bitsde una palabra se agrupan de derechaa izquierda tomando como número debit del O al 15.

En una palabra se pueden representarhasta 16 señales binarias, puedeusarse para almacenar un númerocuya magnitud como máximo, sería:

21 6-1=65353.

La cantidad de, bits de que consta unamemoria se expresa en K y un Krepresenta 1 024 bytes.

0 0 1 1° 1 °l ' 0

1 bit

15 14

1 0 0

> —

13 12

1 0

1 byte - 8 bit

1 1 1 0 9 8 7 6

1 0 I 0 0 0

^' —1 byte

^

5 4 3 2 1 0

1 0 1

1 byte

0 1 0

i

J

1 palabra = 2 byte » 1 o bil

Fig. 8.- Estructuración de memorias

2.4.MÓPULOS O INTERFASES DE ENTRADA Y SALIDA (E/SI

2.4.1. Módulos de Entradas: Son los encargados de transmitir el estado delproceso a la unidad central de procesos; a estos módulos se cablearán lossensores. Se les podría definir como los dispositivos básicos por donde setoma la información de los captadores, los cuales se acoplan al bus de datospor medio de su conductor y conectar correspondiente, o bien a través de unbastidor, o rack, que le proporciona dicha conexión al bus y soporte mecánico.

Las entradas pueden serfácilmente identificares debido a su numeración, porsu ideníificaciún üe ¡nput o entrada, por sus bornes para acoplar los dispositi-vos de entrada- salida y debido también a su indicación luminosa de activadopor medio de un LED.

••XCN - PERÚ


CONTROLADORES PROGRAMABIES

ÍCONTROLISTA DE MAQUINAS 1[ Y PROCESOS INDUSTRIALES J

H.T.E. 8/47

- CAPTADORES: Son, en general,aquellos elementos que se conectano acoplan a la entrada del autómo-ta y pueden ser de dos tipos:

Digitales: es una señal discreta de dosniveles o estados, uno alto y otrobajo.

- Contacto abierto « O »

- Contacto cerrado « 1 »

. Analógica: cuya señal eléctrica esvariable con el tiempo (temperatura,velocidad, etc.) Necesariamente hande acoplarse al mismo tipo de entra-das.

v A

Tiempo (t)

Fig. 9.- Señal discreta

Tiempo (t)

Fig. 10.- Señal análoga

La entradas pueden ser de dos tipos, en cuanto a su tensión.

a) Captadores o contactos libres de tensión: los captadores sin tensión que sepueden conectar a un autómata pueden ser de varios tipos y podríamos citar los

siguientes:

• Pulsadores

• Interruptores

' • Finales de carrera

• Contactos de relés

• Contactos auxiliares del relé térmico diferencial.

b) Captadores con tensión. Elementos de este tipo pueden ser:

• Detectores de proximidad.

• Célula fotoeléctrica.

Los módulos de entrada pueden serde dos tipos, en cuanto al tipo de señal quereciben:

1. Entradas digitales

2. Entradas analógicos

A. Módulos de entrada digitales

Su función es permitir el flujo de información digital (1 00} desde los capta-dores hacia la CPU del PLC.

Las figuras 11 y 12 muestran esquemáticamente ¡nterfases de entradadiscreta, tanto para entradas en DC como en AC. '

rrr 27

S£W/u¡ZLCN - PERÚ

Captador t

discreto

Fuente _

externa

Captador

discreto

Fuente

externa



| Inferióse Diodo del señalización ,

j ' Resistencia

\ 1 limitadora

v 1 | j-]J- | Opta , , yS |.— i — Acoplador | - -Ss p- \

T i '—J'1 1

[

Fig. 1 1 .- Interfase para entrada discreta en D.C.

r ""•*»• -ñolizoción

< 1 4 f l A *\

• ; Resistencia\¿ s >L limitadora

l ' / P«.nl«\ Opto \S*\ ; ._/ ,J \— J Acoplador] \ SS\^

¡

\

CONTROLISTA DE MAQU'"4S

Y PROCESOS INDUSTRIAOS

H.T.E. [ 9,~7

-

1

Filtro RC ~1

|

1

T Í :•• AW '

J

—

Filtro RC

| T1 — t\/\M —

1

Fig. 12.- Interfase para entrada discreta en A.C.

Ambas interfases, para AC o DC, funcionan bajo e! mismo principio . Seobserva que las interfases para señales AC tienen una etapa previa derectificación. Estas las hace más caras y voluminosas que los interfases

para DC.

Se recomienda usar entradas discretas en 24 VDC ya que estas ofrecenmayorseguridad al personal, además de ser más económicas y mucho máscompactas.

B. Módulos de Enfada analógicas

Los módulos de entrada analógicas, son básicamente un conjunto formadopor un convertidor análogo digital (ADC) y un multiplexor.

Módulo de Entrada Procesador del PLC

r

Entrada 1 »—

Entrada 2 •—

ii

/(\l\

TJ¿f

r~

-i-~

\A

/ //— — —

|Wxy,0

IWxy, 1

|Wxy, 2

|Wxy, 3

Fig. 13.- Módulo de entrada analógica

28

SENATIZLCN - PERÚ



I CONTROLISTA DE MAQUINAS[ Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.T.E. 10/47

El multiplexor hace las veces de un •conmutador para seleccionar un canalal cual está conectada la señal analó-gica que se desea procesar, para luegotransmitirlo al convertidor análogo-digitai (ADC). Este convertidor; a suvez, se encargará de digitalizar la señalque estará en función del nivel de laseñal analógica que recibe; finalmen-te, esta información es transmitida alcontrolador para ser depositada enuna memoria denominada imagen delproceso de entrada, para que puedaser accesada por el programa delusuario.

Los módulos de entradas analógicasde un PLC se pueden dividir en dosgrandes familias en función del tipo deseñal que reciben: señales de aito nivelyde bajo nivel.

• Señales de alto nivel

Son señales, de tensión (V) o decorriente (mA), que evolucionan dentrode ciertos rangos de variación estan-darizados. Generalmente, este tipo deseñales provienen de transductores(dispositivos que transforman cual-quier parámetro físico, químico obiológico en una magnitud eléctrica).

Algunos rangos típicos de las señalesde alto nivel son los siguientes:

- Señal de corriente:

0-20 mA, 4-20 mA, ±1 OmA

- Señal de tensión:

0-10V,0.5V,0-2V,±10V

La ventaja de trabajar en señales decorriente respecto a lo de tensión,radica en que no presenta los proble-mas de ruido eléctrico y la caída detensión.

Señales de bajo nivel

Son generalmente de tensión, delorden de los milivoltios. Provienengeneralmente de termocuplas, sondasde temperatura, celdas de carga yotros transductores similares.

Los módulos de entrada analógicaspor lo general son del tipo inteligente,es decir, cuentan con su propio proce-sador y software especializado. Esto esnecesario ya que muchas veces lainformación proveniente del transduc-tor debe ser procesada antes de serpuesta a disposición del programa delPLC.

Por ejemplo, en el caso de la mediciónde caudal mediante una placa deorificio, la señal enviada por el transmi-

' sor de presión diferencial debe serprocesada (extracción de raíz cuadra-da) para tener una medida del caudal.Similarmente, en el caso de la medi-ción de temperatura por termocupla,es necesario realizar la compensación

por ¡unta fría.

2.4.2. Módulos de salida

Los módulos de salida son los encar-gados de transmitir las órdenes; estasórdenes las genera la unidad centralde procesos, en base a un algoritmo,programa, previamente definido paraese proceso concreto. Cada señal irácableada a su correspondiente actua-dor.

La identificación de las salidas esouput, o salida, e incluye un indicadorluminoso LED de activado, donde seconectan o acoplan los dispositivos desalida o actuadores.

Estos módulos de salida pueden ser dedos tipos:

1. Salidas digitales (discretas)

2. Salidas analógicas.29

NATIZLCN - PERÚ



CONTROLISTA DE MAQUIHY PROCESOS INDUSTRIALES ,

H.T.E.

A. Módulos de salida digital

Las salidas digitales de un controlador programable pueden ser de tres tipos:

1. Arelé 2. ATriac 3. ATransistor

Módulos de salido digital tipo Relé

Estos módulos de salida, conmutan mediante un pequeño relé electromecánico.Esto les permite conmutartanto en AC como en DC y, dentro de ciertos limites, en

diversos niveles de tensión. Tiene la ventaja de manejar corrientes más elevadasy con el inconveniente de una corta vida útil debido al desgaste de la parte móvil

de los contactos.

Durante su funcionamiento, estos módulos se caracterizan respecto a los deestado sólido, porel reconocible sonido de los contactos de contactos de conmu-

tación que emiten los micro-relés.

1

BUS

Inferíase

<«;<•<

Diodo cíaseñalización

-\\

>>

MicroRelé 1

, [ÍJi1 Í

i

J

Filtro

1

1 ^T

[<J_^ CaptadorLA-I Discreto

/¿\ Fuente^~.-' externa

AC

Fig. 14. -Interfsse de salida digital tipo relé

Módulos de solido digital tipoTRlAC

Estos módulos de salida tipo TRIAC conmutan en base a un TRIAC. Este tipo deinterfases se pueden usar únicamente en AC y dentro de los rangos de tensión y

corriente especificados.

BUs

Inferíase

Diodo de

_

í<<,

f-X\j 1

; ¡->

ODÍOacoplador J

-^ Y^j 5

¡

i

Triac

E =

E 1:

= i}Discreto

Fuenteexterna

AC

Fig. 15.- Interfose de olida digital tipo TRIAC

SENATI- PERÚ



ÍCONTROUSTA DE MAQUINAS |[ Y PROCESOS INDUSTRIALES J

H.T.E. 12/47

Módulos de salida digital tipo Transistor

Los módulos de salida tipo transistor conmutan mediante un transistor quefunciona en corte y saturación. Este tipo de salida se puede usar únicamente enDC y para los rangos de tensión y corriente establecidos desde el diseño.

Fuenteexterna

AC

Fig. 16.- I nterfase de salida digital tipo Transistor

B. Módulos de salida analógicas

•..Los módulos de salida analógicas se basan en un convertidor digital analógico(DAC).

El DAC recibe un conjunto de bits, que refleja una varia.ble numérica calculadapor el programa de PLC, y en función a este genera una señal analógica.Obviamente, la señal de salida no evolucionará continuamente sino mediantepequeños saltos. A mayor cantidad de bits en el DAC más pequeños los saltos.

Los PLCs utilizan las señales de salida analógicas para comandar elmentos demando de potencia o una válvula proporcional.

Las señales analógicas de salida pueden ser de dos tipos: señal de tensión y señalde corriente. Las señales más frecuentemente usadas son las de O a 2OmA ó 4-20mAylasdeO-10V.

Procesador del PLC Módulo de Solida

DAC H—"-Salida OI

Fig. 17.- Módulo de salida analógica

2.5. Unidad de Programación

Los aparatos de programación, denominados también terminales de programa-ción, son el medio de comunicación entre el hombre y la máquina, a través de laescritura, lectura, modificación, monitoreo forzado, diagnóstico y la puesta apunto de los programas.

SENATIZLCN - PERÚ


CONTROLADORES PROGRAMABAS

CONTROLISTA DE MAQUILY PROCESOS INDUSTRIÁI

H.T.E.

Fig. 18.- Comunicación PC - PLC

Estos aparatos están constituidos por un teclado y un dispositivo de visualización,donde el teclado muestra todos los símbolos (numéricos, letras, instrucciones,etc.)/ necesarios para la escritura de un programa o trasaciones.

El visualizador o pantalla pone a la vista todas las instrucciones programadas oregistradas en memoria. Existen tres tipos de programadores: los manuales(hand held) tipo calculadora, los de vídeo tipo y la computadora.

Hand Held

Fig. 19.- Comunicación PLC - Hand Held

Los programadores manuales se caracterizan por su fácil programación (lista deinstrucciones y Ladder), son portátiles y económicas; generalmente son usadosen los PLCs compactos, en los que no se requiere mayor complejidad en laprogramación.

El medio más completo de programación, incluyendo la detección de fallas sonlos programadores de vídeo y las computadoras personales, en ella se pueden

empleartodos los lenguajes para su programación. Cuando se utiliza la compu-tadora, que por lo general es lo común, es necesario el software de programa-ción.

SENATIZLCN - PERÚ



CONTROUSTA DE MAQUINAS ]Y PROCESOS INDUSTRIALES j

H.T.E. 14/47

Los terminales de programación,nos permiten:

- Escribir los programas, así cornomodificarlos o borrarlos demanera parcial ototal.

Simular la ejecución de lasinstrucciones del programa.

- Detectar y visualizar los fallos delprograma.

- Visualizar en todo momento elestado lógico de los captadores yaccionadores en tiempo real.

- Realizar la transferencia delprograma a diferentes periféri-cos.

T53 Industrial ProprcmmíigTamiMl w» 6200 SoflwaiB

3. Tipos de PLCs

A. PLCs MODULARES

Estos PLC se configuran (se arman)insertando los diversos componen-tes en los slots (compartimentos) deuno o más racks (cajas).

En este caso hay que seleccionarcada uno de los componentes delequipo, vale decir:

- El rock, que existen de diferentestamaños, con o sin ventilación, etc.

- El módulo de alimentación, según lapotencia.

- La CPU, según la capacidad,velocidad y funcionalidad desoftware requeridas.

- Los módulos de entrada ysalidas.

- Los módulos especializados (comu-nicaciones, posicionamiento,conteo rápido, etc.).

T60 Industrial Woikslataiwith ControMewSoftware and 17B4-KTInlertace module.

Fig. 20.- PLC Modularen Red Mlwitti1747.tlCMModule

33

NATIZLCN - PERÚ



CONTROLISTA DE MAQUtK

Y PROCESOS INDUSTRIÁIS

H.T.E. 15/4/

B. PLCCOMPACTO-MODULAR

Estos PLCs, reúnen lo estructura básica del hardware de un controlador progra-mable, ta! como ¡a fuente de alimentación, la CPU, la memoria, batería derespaldo, interfases de entrada y salida, interfases de comunicaciones, etc.

alimentación ala red

Tapa movible de protección de bornes

Selector

• Punto de ajuste

Toma de conexión a terminalde programación

Tapa de acceso

Tapa amovible de protecciónde los bornes.

Fig. 21.- PLC Compacto

Vísualizaciónde estado del

autómataVisualiza ciónde estado del

salidas

Conexión deextensión

Los PLCs compactos, son modularmente expandibles, el hardware de estosequipos es expandible mediante la adicción de módulos, tanto de entradas osalidas, discretas o análogas, además de módulos inteligentes para comunica-ción serial, conexión de módem, conexión a redes industriales, etc.

Autómatade base

Modulo1 salida ANAL.

Salida de impulsión (PWM)

Fig. 22. Módulo de extensión de los PLC compactos

- PERÚ



CONTROUSTA DE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIALES

H.T.E. 16/47

Las principales ventajas de este tipo deequipos son los siguientes:

• Son muy económicos

• Tienen lenguajes de programaciónmuy potentes.

• Ocupan poco espacio.

. Se pueden programar desde unterminal del tipo portátil (hand held)o desde una mícrocomputadora.

Por encadenamientoTSX Miera

• Son muy compactos

• La selección es muy sencilla.

• Son muy tolerantes a! ambienteindustrial.

• Sonexpansibles.

• Soportan contingencias extremas defuncionamiento tales como, tempe-ratura (<óO°C), fluctuaciones detesnión, vibraciones mecánicas,humedad, etc.

• Se pueden comunicar a través deed, con otros equipos.

Fig. 23.- PLC compactos en Red con PLC modular

Fig. 24.- PLC compactos en Red con equipos de control

rrrr-

35

SENAT1ZLCN - PERÚ


CONTROLADORES PROGRAMADLES

CONTROLISTA DE MAQUINAS IY PROCESOS INDUSTRIAL-.^)

H.T.E. 17.'7

• En la presente unidad instruccional, nos ocuparemos en detalle de las PLCscompactos y el tratamiento de señales del tipo digital (discreto).

Interruptor I Jde posición N L-.

Detector deproximidad

1 Botónpulsador

] Conmutadorl' i

-n electro-J válvula

Rg. 25.- PLC Compacto. Señales tipo digital.

El ciclo de operación del PLC se ha previsto de para que ejecute cíclicamente una seriede tareas, incluyendo el programa de usuario. Durante el ciclo que se muestra en lafigura, la CPU ejecuta la mayoría de tareas siguientes (o todas ellas):

UN CICLO

-~"*"~7--Escribir las salidas /^ ^v Leer las enlradas

Efectuar ei programade usuario

Procesar las peticionesde comunicación.

Fig. U.- Ciclo de una CPU

36

SE1MAT1ZLCN - PERÚ

HOJA Oí. TECNOLOGÍA ESPECIFICA


CONTROLISTA DE MAQUINAS ]Y PROCESOS INDUSTRIALES J

H.T.E. IB/47

rrr

a.-Leerlasentradasdigitales d.

Al principio de cada ciclo se leen losvalores actuales de las entradasdigitales y se escriben luego en laimagen del proceso de las entradas.

La CPU reserva un espacio de laimagen del proceso de las entradas en <incrementos de ocho bits (un byte). Sila CPU o el módulo de ampliación noproporcionan una entrada física paracoda bit del byte reservado, no seráposible asignar dichos bits a losmódulos siguientes en la cadena deE/S o utilizarlos en el programa deusuario. Al comienzo de cada ciclo, laCPU pone a O estos bits no utilizadosen la imagen del proceso. No obstan-te, si ia CPU asiste varios módulos deampliación y no se está utilizando sucapacidad de E/S (porque no se haninstalado los módulos de ampliación),los bits de entrada de ampliación noutilizados se pueden utilizar como

• marcas internos adicionales.

La CPU no actualiza automáticamentelas entradas analógicas como partedel ciclo y no ofrece una imagen delproceso para las mismas. A lasentradas analógicas se debe accederdirectamente desde el programa deusuario.

b.- Ejecutar el programa

Durante una fase del ciclo, la CPUejecuta el programa desde la primeraoperación hasta la última ( = finalizarprograma). El control directo de lasentradas y salidas permite accederdirectamente a las mismas mientras seejecuta el programa a una rutina deinterrupción.

c.- Procesar las peticiones de comunicación

Durante ésta fase del ciclo, la CPU

procesa ¡os mensajes que haya recibi-do por inferíase de comunicación .

Efectuar el Autodiagnóstico de las CPU

Durante el auto diagnóstico se com-prueba el firmware de la CPU y la •memoria del programa (sólo en modoRUN), así como el estado de los módu-los de aplicación.

.- Escribir las salidas digitales

Al final de cada ciclo, la CPU escribelos valores de la imagen del proceso delas salidas en las salidas digitales .

La CPU reserva un espacio de laimagen del proceso de las salidas enincremento de ocho bits (un byte). Si laCPU o el módulo de ampliación noproveen una salida física para cada bitdel byte reservado, no será posibleasignar dichos bits a los módulossiguientes en la cadena de E/S.

No obstante, los bits no utilizados de iaimagen del proceso de las salidas sepueden usar como internos adicióna-

les.

La CPU no actualiza automáticamentelas salidas analógicas como parte delciclo y no ofrece una imagen delproceso para los mismos. A ¡as salidasanalógicas se debe acceder directa-mente desde el programa de usuario.

f. Interrumpir el ciclo

Si se utilizan interrupciones, las rutinasasociadas a los eventos de interrupciónse almacenan como parte del progra-ma. Las rutinqs de interrupción no seejecutan como parte del ciclo, sinosólo ocurre el evento (en cualquierpunto del ciclo). La CPU procesa lasinterrupciones según su prioridad ydespués en el orden que aparecen.

37

ZLCN - PERÚ



[ CONTROLISTA DE MAQUINA

[ Y PROCESOS INDUSTRIALES -I

H.T.E. 19/47.1

4.- Direccionamiento De Entradas /Salidas

a.- Nano TSX

El direccionamiento de una entrada / salida se define por las siguientes caracte-rísticas:

Símbolo

I6Q

I = entradaQ = Salida

001

0: autómata debase o extensión1: extensión delas E/S

Autómata de base

Y.I0.3 1

Punto

Extensión cié las E/S

= Número de vía

I tolll2Í3Í4Í5tel7l8Í9Him¡-

L

JlcUHI;lilcí4li!il;lclllclil I I PM'Í

fll I I I I I ÍDÍll2!3l4l5lsl7l8l8llllllllillÍf]

láiiilililcIJsItMdilcli

Fig. 27. PLC NANO TSX

b. MICROLOGIX1000

1:0/2 1:0/6

NOT NOT AC 1/0 1/1 10 I/3 AC IH I/5 l« I/7 1/8 1/9USED USED COM COM

Q QQ

MICROLOGIX 1000

'{M VCA VCA VCA VCA VC*11 13N \^l ycc M vcc 0/1 VCC OB VCC 0/3 VCC 014 0/5

O:0/0

nnniwí W Wí

- ENTRADAS

- SALIDAS

O:0/4

Fig. 28 PLC MICROLOGIX 1000

38

- PERÚ



CONTROLISTA DE MAQUINAS 1Y PROCESOS INDUSTRIALES I

H.T.E. 20/47

c.-Simat¡cS7-200

Q0.3

O

Q1.0

< 9 0 < S 0 0 0 0 Q 0 0 0 Q 0 0 0 0 0 00.0 01 0.2 0.1 « 2L Q.< O,

SIMATIC S7 - 200

10.1 11.0

SALIDAS

ENTRADAS

F¡g.29.- PLC SIMATIC S7-200

rrrr

SEÑARZLCN - PERÚ



CONTROLISTA DE MAQUIh"?)

Y PROCESOS INDUSTRIAL,.;.—,--....-. r. " - - - - /

H.T.E.

5.- Lenguajes de Programación

5.1.- Introducción

Desde el punto de vista del procesa-dor, un programa es un conjunto deinstrucciones o proposiciones biendefinidas que le dicen lo que tiene quehacer. Cada instrucción le indica:

• Que operación realizará a conti-nuación.

• De donde obtendrá los datos quenecesita para realizarla

• Donde guardará los resultados dela operación.

Desde el punto de vista del usuario, unprograma son las especificaciones de unconjunto de operaciones que debe llevara cabo el procesador para lograr resolveruna determinada tarea.

Un programa se escribe en lenguaje deprogramación, estos lenguajes permitensimplificar la creación de programas

debido a su fácil descripción de lasinstrucciones que ha de ejecutar el proce-sador; en algunos casos, agrupandovarias instrucciones y dando un solonombre al conjunto,-de tal forma que lalista de operaciones se reduce considera-blemente, resultando fácil la compresión yresolución de problemas. También varioscientos de instrucciones simples se pue-den expresar con una lista de una cuantaslíneas.

Finalmente, a la acción de realizar unprograma se le conoce como programa-ción.

A menudo, el lenguaje de programaciónse denomina Software de programacióncuando se emplea el término genérico, afin de distinguirlo del Hardware.

Se define dos tipos de programas:

- Programa de sistema y programa deaplicación o de usuario.

PROGRAMAS

Programas

Linojia

r~

n Interna«itrol

í •

del Sistema

uto má quina

1 Memoriai ROM

í

--

CPU

1UnidadControl

\

Programas de Api cación

Lenguaje de programación

'

, i1 l l

10 11 O0i

O0 ; PTareas de

automatización

MemoriaRAM

i!

Figura 30. Tipos de programas utilizados por el PLC

40

SENAT1ZLCN - PERÚ



CONTROUSTA DE MAQUINAS ]Y PROCESOS INDUSTRIALES J

H.T.E. 22/47

En la presente unidad ¡nstruccional, nosocuparemos de los programas de aplica-ción o de usuario.

Hace algunos años existían tantos lengua-jes de programación para PLCs comofabricantes de estos aparatos. Esteproblema va siendo superado en laactualidad gracias a la vigencia y acepta-ción que viene teniendo la norma interna-cional IEC 1131- 3. Esta norma es laprimera a nivel internacional que seocupa del tema de los lenguajes deprogramación de PLCs.

La aceptación que ha tenido ésta normaes tan grande que ha dado lugar a laformación en 1992 de un organizacióndenominada PLC Open cuya finalidad esla promoción de la norma IEC 11 31.

PLC'"Open es una organización quecongrega a los principales fabricantes dePLCs pero mantiene una total indepen-dencia de productos y fabricantes especí-

ficos.

La norma IEC 1131 -3 distingue dos tipos

de lenguajes de programación: lenguajesgráficos y lenguajes textuales, y dentro decada uno de estos tipos estandariza lossiguientes:

Lenguajes Gráficos:

• - Carta de funciones secuenciales (SFCo Grafcet)

• - Diagrama de escalera (Ladder)

• - Diagrama de bloques de funciones(FBD

Lenguajes Textuales:

• -Lista de instrucciones

. -Textoestructurado

5.2 Lenguajes Gráficos

Este tipo de lenguajes es tradicionalrhenteutilizado en los PLC.

A) Diagrama de escalera (Ladder)

Este lenguaje gráfico asemeja a loscircuitos de contrql de la lógica eléctrica areíés (Lógica cableada).

A)Lógica de relés

LS1 PB1%I0,0 %I0.2

l| u- - r - ¡ :

LS2%I0.1

II! I

CR1 M1%I0.4 %Q0.4

II ' ^—; •

SS1%I0.7

IIn r

BjDiagrama de escalera

r-Fig. 31.- Lógica de relés Vs Diagrama de escalera

rr

SEIMAT1ZLCN - PERÚ



I CONTROUSTA Oí MAQUINADY PROCESOS INDUSTRIALEr

H.T.E. 23/47 I

En las figuras anteriores, se ilustra elesquema de cableado simplificado de uncircuito de lógica de relés y su equivalenteen diagrama de escalera.

Obsérvese que en diagrama de escalera,todas las entradas asociadas con undispositivo de conmutación en el esque-ma de lógica de relés se muestran enforma de contactos, ia bobina MI quedarepresentada por un símbolo de bobina.Las referencias que aparecen encima decada símbolo de contacto / bobina indicala ubicación de las conexiones de entrada/salida externas en el autómata.

Un diagrama de escalera se compone deuna serie de instrucciones gráficas especí-ficas, relacionados entre sí, y situadasentre las dos barras verticales que repre-sentan el potencial.

Las principales funciones que éste lengua-je permite implantarson los siguientes:

• Lógica booleana

• Conteoytemporización

• Comparaciones aritméticas

• Calculo aritmético

• Cálculo booleano sobre palabras de16 bits

. Transferencia de datos

. Conservaciones de códigos (ascii- bcd- binario)

. Comunicación serial

. Algoritmos de regulación PID

Ejemplo: Desarrollar en lenguaje ladder, el encendido y apagado de una lámpara(los pulsadores son normalmente abiertos).

A) Nano TSX - 07(TELEMECANIQUE)

B) Micrologix 1000(ALLEN BRADLEY)

C) Simatic 57 - 200(SIEMENS)

%I0.0

%Q0.0

10.0 10.1

Q0:0

%Q0.0

0:0

Q0.0

-( >-

Fig. 32. Diagramas Ladder

seiss/snTLCN - PERÚ




H.T.E. 24/47

r-

r-t~*r-/->rr

B) Carta de Funciones Secuenciales (Grafcet)

Es un lenguaje de tipo gráfico orientado a las aplicaciones de carácter secuencial,las cuales quedan muy claramente descritas en términos de etapas y transiciones.

Las etapas representan las acciones a realizarse y las transiciones las condicionesque deben cumplirse para ir realizando las acciones.

Las acciones y condiciones se pueden programar en cualquiera de los otros lengua-jes definidos por la norma.

LD %M10# 4# 5

4LD %I0.7# 6

5LD %M15# 7

a. Grafcet gráfico b. Grafcet Lista de instrucciones

-WT^ —

V.,0.7

ID4

5

6_ («1 —13

c. Grafcet(lenguaje decontactos)

Fig. 33.- Diagramas en Grafcet

C) Diagrama de bloques de funciones (FBD)

Este lenguaje remeda gráficamente las tarjetas electrónicas basadas en puertaslógicas AND, OR, etc.

Entrada 1

Entrada 2

Entrada 3 Salida 1

Fig. 34.- Representación de una puerta lógica (OR) utilizada en bloque defunciones.

43

SEJMAT1ZLCN - PERÚ



CONTROUSTA DE MAQUISY PROCESOS INDUSTRIALco

H.T.E. 25/>

5.3. LENGUAJES TEXTUALES

Este tipo de lenguaje presenta dos tipos totalmente diferentes en cuanto al nivel y tipo deaplicaciones

A).-Lista de instrucciones

Este tipo de lenguajes permite desarrollar programas de tipo secuenáal medianteuna lista de instrucciones codificadas.

Cada fila de programa tiene un número generado de forma automática, un códigode instrucción y un operando tipo bit o palabra.

Ejemplo de instrucción:

003 LD % 1 0. 1

Operando

Código de Instrucción

El programa en lenguaje lista es una serie de expresiones lógicas escritas en formade secuencias de instrucciones booleanos.

Ejemplo:Lenguaje Ladder Lenguaje de Lista

%10.0 %I0.1 %Q0.0I I '!> ' ^! 1

%Q0.0 %Q0.1I ( )

000001002003004005

LD % 10.0

ÓR % Q0.0ANDN %I0.1ST % Q0.0ST %Q0.1END

B) Texto Estructurado

Es un lenguaje de alto nivel y estructurado, incluye las típicas sentencias de selección(IF - THEM - ELSE) y de interacción (FOR, WHILE y REPEAT), además de funcionesespecíficas para aplicaciones de control es ideal para aplicaciones en las cuales hayque realizar cálculos matemáticos elaborados, emular protocolos, etc.

SeiMATIZLCN - PERÚ



CONTROLISTA DE MAQUINAS


H.T.E. ] 26/47

rrr-rr

6.-INSTRUCCIONES BÁSICAS

6.1 .-Instrucciones de bit

Estas instrucciones funcionan en unsolo bit de datos. Durante la opera-ción, el procesador puede establecer orestablecer el bit, en base a la continui-dad lógica en los reglones de escalera.Usted puede direccionar un bit tantasveces como lo quiera su programa.

Las instrucciones del bit se usan en lossiguientes archivos de datos:

• Archivos de datos de salida yentrada. Estos representan salidas yentradas externas.

• Archivos de datos de estado

. Archivos de datos de bit (% Mi).Estas son las bobinas internasusados en su programa.

• Archivos de datos de temporizador,• contador y registro (% TM¡, % Ci, %

Ri). Estas instrucciones usan variosbits de control.

• Archivos de datos enteros.

Contacto Normalmente Abierto

Cuando la instrucción se ejecuta, si el bitdireccionado está activado (1), entoncesla instrucción es avaluada como verdade-ra. Cuando se ejecuta la instrucción, si elbit direccionado está desactivado (0),entonces la instrucción se evalúa comofalsa.

Contacto Normalmente Cerrado

Cuando la instrucción se ejecuta, si el bitdireccionado está desactivado (0),entonces la instrucción se evalúa comoverdadera.

Cuando se ejecuta la instrucción si el bitdireccionado está, activado (1), entoncesla instrucción se evalúa como falsa.

Estado de dirección del bif

01

Instrucción

Verdadero

Falso

Símbolo: — Jp] — Telemecanique y Siemens

Alien Bradley

Flancos Ascendentes y Descendentes '"•

El contacto flanco ascendente permiteque fluya la corriente durante un ciclocada vez que se produce un cambio de Oal (de"Off"a"On°).

Símbolo: —| p |—Telemecanique y Siemens

—]OSR[— Alien Bradley

Resultadobooleano

- Tiempo

- Tiempo

Estado de dirección del bit

01

Instrucción

Falso

Verdadero

c, , ,Símbolo:

El contacto flanco descendente permiteque fluya la corriente durante un ciclocada vez que se produce un cambio de1 a O (de "on" a "off").

. • - 1|\|| - Telemecanique y Siemens1 1 — Telemecanique y Siemens ; ¡

E" Alien Bradley

10.0

Resultadobooleai

•"Tiempo

1 ciclo autómata•-Tiempo

45

*%SENATIZLCN - PERÚ



í CONTROLISTA DE MAQUINAS'[ Y PROCESOS INDUSTRIALES 1

H.T.E. 27/47,

AaUADORES

- Activación Salida : cuando se asigna una dirección a esta instrucción, que corres-ponde a la dirección de una salida física, el dispositivo de salida cableado a esteborne de salida se activa cuando se establece el bit.

Cuando las condiciones de reglón se hacen falsas (después de ser verdaderos), el bitse desactiva y el dispositivo de salida correspondiente, se desactiva. ^

Símbolo: ( )—

%l0-0Ejemplo:

%Q0-0 I %Q0-0

Enclavamiento y desenclavamiento de salida

Símbolo:

( s ) Telemecanique

—( R )— y Siemens

Ejemplo:%I0-0 %Q0-0

%Q0-!-( R h

%I0-0

—( L )— Alien Bradiey

%Q0-

%I0-0

6,2.- Bloques Función

A.-Tempor¡zadores

a.Temporizadordel NanoTSX

INTYPETBADJ%TM

%TM i

QTON

1 MinY

i.P 9999

Bloque temporízador

Se propone 3 tipos de temporizadores:

-TON: este tipo de temporizadorper-mite gestionar los retardos de cone-xión. Este retardo es programable ypuede ser modificada o no por elterminal.

-TOF: Este tipo de temporizador permi-te gestionar los retardos de descone-xión. Este retardo es programable ypuede ser modificado o no por elterminal.

- TP: Este tipo de temporizador permiteelaborar un'impulso de duraciónprecisa. Esta duración es programa-ble y puede ser modificado o no por elterminal.

SEÑADZLCN • PERÚ



CONTROL1STA DE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIALES

H.T.E. 28/47

Características:

Número de temporizador

Tipo

Base de tiempo

Valor actual

Valor de Preselección

Ajuste por terminal

Entrada (o instrucción)"Activación"

Solida "Temporizador"

%TM¡

TONTOFTP

BT

%TMi.V

%TMi. P

O/N

IN

Q

de 0 a 31

• Retardo a la conexión (por defecto)• Retardo en la desconexión• Monoestable

1 min(por defecto), 1 s, 1 OOms, 1 Orns,l ms(para TM0 y TMi) . Cuanto más corta es labase de tiempo, mayor es la precisión de!temporizador.

Palabra que crece de 0 a % TMi. P en e!transcurso del temporizador. El programapuede leer y comprobarlo pero no escri-birlo.

0 < % Tmi. P < 9999. Palabra que el pro-grama puede leer, comprobar y escribir.Por defecto su valor es 9999. La duracióno retardo elaborado es igual al %TMi.PxBT.

O: posibilidad de modificación del valorde preselección %TMi P en modo de ajus-te .N: sin acceso en modo de ajuste.

En flanco ascendente (Tipo TON o TP) oflanco descendente [tipo TOF), arranca eltemporizador.

Bit asociado % TMi.Q, su puesta a 1depende de la función realizada TON,TOFoTR

rr

SENAT1ZLCN - PERÚ



CONTROUSTA DE MAQUINAS |Y PROCESOS INDUSTRIADO I

H.T.E.

b. Temporizador del Micrologix 1000

TEM. A LA CONEXIÓNTEMP T4: iBASE DE TIEMPO 1PRESETACUM

— <EN>-— (DN)

Se presentan tres tipos detemporízadores:. TON: retardo a la conexión. TOF: retardo a la desconexión. RTO: temporizador retentiva.

Bloque Temporízador

Cada dirección de temporizador consta de un elemento de tres palabras. La palabra0esla palabra de control, la palabra 1 almacena el valor acumulado

Palabra 0

Palabra 1

Palabra 2

15 14 13

ENTT DN uso interno

valor preseleccionodo

valor acumulado

EN = Bit de habilitación del temporizadorTT = Bit de temporización del temporizadorDN= Bit de efectuado del temporizador.

Introducción de parámetros

• Valor acumulado (ACC).- Este es eltiempo transcurrido desde que eltemporizador fue restablecido porúltima vez. Cuando está habilitado, eltemporizador actualiza este valorcontinuamente.

• Valor preseleccionado (PRE) . -Especifica el valor que el temporizadordebe alcanzar antes que el procesadorestablezca el bit de efectuado.Cuando el valor acumulado se haceigual o mayor al valor preselecciona-do, se establece el bit de efectuado.Este bit puede utilizarse para controlar

un dispositivo de salida.

Los valores preseleccionados y acumu-lados van desde 0 hasta + 32767. Sinun valor preseleccionado o acumuladodel temporizador es un número negati-vo, se produce un error de tiempo deejecución.

Base de tiempo.- La base de tiempodetermina la duración de cada interva-lo de base de tiempo. La base detiempo es seleccionable 0,01(10ms)segundos ó 1,0 segundos.

Ejemplos de direccionamiento:

T4:0/ l5 ó T4 : 0/EN Bit de habilitación.T4-.0/14 ó T4 : 0/TT Bit de temporización del temporizadorT4:0/l3 ó T4 : 0/DN Bit de efectuadoT4 : 0.1 ó T4 : 0. PRE Valor preseleccionado del temporizadorT4 : 0.2 ó T4 : 0. ACC Valor acumulado del temporizador.

48

ZLCN - PERÚ



CONTROIISTA DE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIALES

H.T.E. 30/47

c. Temporizador SIMATIC S7-200

TXXX

Bloque Temporizador

Las operaciones temporizador de retardo a la conexión ytempórizador de retardo a la conexión memorizadoempiezan a contar hasta el -valor máximo al serhabilitados. Si el valor actual (TXXX) es mayor o igual alvalor de preselección (PT), se - activa el bit detemporización.

Cuando se inhibe la operación, el temporizador de retardoa la conexión se pone a 0, en tanto que el temporizador deretardo a la conexión memorizado se detiene. Ambostemporizadores se detienen al alcanzar el valor máximo.

Operandos: TXXX:1 ms

10, T64lOms

lOOms

PT:

TONT32, T96

T33 a T3ÓT97aT100T37 a T63TI 01 aT255

TONR

TI aT4T65 aT68

• T5aT31T65 a T95

Vw, T, IW QW, MW; SMW, AC, C,AIW, constante, *VD, *AC, SW.

Ejemplos:

Usando temporizador de 1 ms

Q0.0

-tf~

T32

3000-

T32 Q0.0

-(END)

Usando temporizador de lOms

r~

r-

Q0.0T33

300-

T33

(END)

49

SENAT1ZLCN - PERÚ



CONTROUSTA DE MAQUINA;Y PROCESOS INDUSTRIALES '

H.T.E. 31/47,

Funcionamiento de los temporizadores

• Temporizadorde retardo en la conexión: tipo TON

Al dar una señal de entrada, se activa el temporizador. Su valor actual % TMLV crecedesde 0 hasta % TMi. P en una unidad a cada impulso de la base de tiempo.La salida del temporizador se activa cuando el valor actual alcanza %TMi.R Luego semantiene mientras no se elimine la señal de entrada.

• Temporizadorde retardo en la desconexión: tipoi

Al dar una señal de entrada al temporizador, el valor actual % TMi. V toma el valor 0(aunque el temporizador esté en curso de evolución). El temporizador se activa cuandose elimina la señar de entrada. El valor crece hasta % TMi. P en una unidad a cadaimpulso de la base de tiempo. El bit de salida % TMi. Q pasa a 1 al detectar una señal deentrada IN y pasa de nuevo a 0 cuando el valor actual alcanza % TMi. P.

• Temporizador monoestable: tipo TP

Temporizadori.pdor. V

IN

4ÜÜ9I

Al dar una señal de entrada, se activa e! temporizador actual % TM¡. V cree© de 0 hacia% TMi. P en una unidad a cada impulso de la base de tiempo. El bit de salida % TMi. Qpasa a 1 cuando el temporizador se activa y pasa de nuevo a O cuando el valor actualalcanza % TMi. R

50

*%SENATIZLCN - PERÚ




H.T.E. 32/47

B. Contadores

a.- Contador del Nano TSX

rr

El boque de función contador / descontadorrealiza el contaje y descontaje de eventos, estasdos operaciones que pueden ser simultáneas.

Bloque confador/descontador

CaracterísticasNúmero de contador %C\ de 0a 15

Valor actual %C\.V Palabra aumentada o disminuida enfunción de las entradas (o de lasinstrucciones) CU y CD. El programapuede leerla, comprobarla pero noescribirla .

Valor de preselección % Ci. P 0<C\. P <. 9999.. La palabra puedeleerse, comprobarse y escribirse.

Ajuste por terminal O/N Q: posibilidad de modificar el valor depreselección en modo ajuste N; no sepuede acceder en modo ajuste.

Entrada (o instrucción)Reinicialización a 0

Entrada o instrucciónPreselección

Entrada (o instrucción)Contaje

Entrada (o instrucción)Descontaje

R

S

CU

CD

Enestadol:%Ci.V=0

Enestadol:%Ci.V = %Ci.P

Aumenta %Ci.V en flanco ascendente.

Disminuye % Ci. V en flanco ascendente.

Salida desbordamiento E(Empty)

El bit asociado % Ci. E=l, cuado eldescontaje % Ci. V pasa de 0 a 9999(puesta a 1 cuando % Ci. V es igual a9999, y de nuevo a 0 si el contador siguedescontando)

Salida de preselección DAlcanzada (Done)

El bit asociado % Ci. D= 1, cuando % Ci.V= % Ci. R

Salida desbordamiento F El bit asociado %Ci. F=l, cuando el Ci. V(Full) pasa de 99VV a 0 (puesta a 1 cuando %

Ci. V es igual a 0 y de nuevo a 0 si elcontador continua contando).

51

SENATIZLCN - PERÚ



f CONTROUSTA DE MAQUINA[ Y PROCESOS INDUSTRIALES J

[ a, | 33/4.

b. Contador del Micrologix 1000

CONTADOR +Contador C5:iPresetAcum

CONTADOR -Contador C5:iPresetAcum

— (CU)—

— <DN)

— <DN)

Bloque contador

CTU: Cuando el contador recibe unaseñal de entrada, el valor acumuladoes incrementado en un valor de uno. Elvalor acumulado se retine después quese elimina la señal de entrada o cuandola alimentación'del procesador se retiray luego se restablece.CTD: Cuando el contador recibe unaseñal de entrada, el valor acumuladodecrementa en un valor de uno. Elvalor acumulado se retiene despuésque se elimina la señal de entrada ocuando la alimentación del procesadorse retira y luego se restablece.

ReseL:-(RES)- , .Use una instrucción RES para restablecer un temporizador o contador. Cuando lainstrucción RES es ejecutada, restablece los datos que tienen la misma dirección que

la instrucción RES.

Uso de un instrucción RES para un: El procesador restablece el :

Temporizador(No use una instrucción RES con unainstrucción TOF)

Valor ACC en 0Bit DNBit TTBit EN

Contador Valor Acc en 0Bit OVBit UNBit DNBit CUBit CD

Control Valor Pos en 0Bit ENBit EUBit DN

EMER

BitBitBit ULIN y FD van al último estado

52

SEfMAnZLCN - PERÚ




H.T.E. 34/47

- c. Contador de SIMATIC S7-200

cxxx

Bloque contador

La operación contar adelante (CTU) empieza a contarhasta el valor máximo cuando se produce un flancopositivo en la entrada de contaje adelante (CU).Si el valor actual (Cxxx) es mayor o igual al valor depreselección (PV), se activa el Bit de contaje (Cxxx). Elcontador se inicializa al activarse la entrada dedesactivación (R).La operación Contar adelante/atrás (CTUD) empieza acontar adelante cuando se produce un flanco positivoen la entrada de contaje adelante (CU). Por el •contrario, empieza a contar atrás cuando se produceun flanco positivo en la entrada de contaje atrás (CD).El contador se inicializa al activarse la entrada dedesactivación (R).

rrr-f~r~rrr

Operandos : Cxxx : 0 a 255PV : VW, T, C, QW, IW, MW, "*

SMW, AC, AIW, constante,*VD, *AC, SW.

Operaciones de contaie

• -La operación contar adelante (CTUl empiezo a contar adelante a partir del valoractual cuando se produce un flanco positivo en la entrada de contaje adelante. Elcontadorse ¡niáaliza cuando se activa la entrada de desactivación o al ejecutarse laoperación poner a 0. El contador para de contar cuando se alcanza el valor máxi-mo (32767).

• La operación contar adelante / atrás (CTUD) empieza a contar adelante a partir delvalor actual cuado se produce un flanco positivo en la entrada de contaje adelante.El contador se ¡nicializa cuando se activa la entrada de desactivación o al ejecutarsela operación poner a 0. Cuando se alcanza el valor máximo (32767), el siguienteflanco positivo en la entrada de contaje adelante invertirá el contaje hasta alcanzarel valor mínimo (-32768). Igualmente, cuando se alcanza el valor mínimo (-32768), el siguiente flanco positivo en la entrada de contaje atrás invetirá el contajehasta alcanzarel valormáximo (32767).

Cuando se inicializa un contador con la operación ponera 0, se desactivan tanto el bitde contaje como el valor actual del contador.

C48

1 110.3

i ¡10.2

1 1

4

CU CTUD

CD

R

PV

53

SENAT1ZLCN - PERÚ



f CONTROUSTA DE MAQUINAS5""[ Y PROCESOS INDUSTRIALES ].

H.T.E. 35/47

C. Programador Ciclico (DRUM CONTROLLER)

PLC Nano TSX

Bloque de programadorCíclico

Con un principio de funcionamiento similar alprogramador de levas, el programador cíclicocambia de paso en función de eventos exteriores.A cada paso, el punto alto de una leva da unaorden ejecutada por el automatismo. En el casode un programado cíclico, estos puntos altos sesimbolizan por un estado 1 al nivel de cada paso yson asignados a bits internos de salida %Q¡.¡ o abits internos % Mi llamados bits de orden.

Características

Núme %Dri 0 a 3

Numero de paso en curso %Dri. S 0=%Dri.S¿7. Palabra que puedeleerse y comprobarse. Sólo puedeescribirse en el programa a partirde un valor decimal inmediato.

Número de pasos

Entrada (o instrucción)"Regreso al paso 0"

Salida

R (reset)

F(FULL)

1 a 8 (por defecto)

En el estado 1, inicializa elprogramador al paso0.

Indica que el último paso definidoestá en curso. El bit % Dri. Fasociado puede ser comprobado(% Dri. F=ls¡ % Dri. S = Númerode pasos configurados -1)

Bits de orden Salidas o bits internos asociados alpaso (1 6 bits de orden).

Ejemplo: Número de pasos: 4Los estados de las salidas para cadapaso del programador:

Q0.01234Paso 0 00000

1100002 010003 00100

• Asignación de los bits de orden:0 :% Q0.0 1 :%Q0.12 : % Q0.2 3 : % Q0.34 : % Q0.4

54

%Q0.8

SENAT1ZLCN - PERÚ




H.T.E. 36/47

6.3.- Instrucciones de comparación

a. Nano PLC TSX

Las instrucciones de comparaciónpermiten comparardos operandos.> : Verifica si el operando 1 es

mayor al operando 2>= : Verifica si el operando 1 es

mayoro igual al operando2

< : Verifica si el operando 1 esmenor al operando 2

<= : Verifica si el operando 1 esmenor o igual al operando 2

= : Verifica si el' operando 1 esigual al operando 2

o : Verifica si el operando 1 esdiferente al operando 2.

rrr

Ejemplos:

b.- Micrologix 1000

%I0.21 1

"— | %Mw30=%MW40 1 — 1

%Q0.0

%Q0.4

InstrucciónNumérico

EQU

NEQ

LES

LEQ

GRT

GEQ

MEQ

LIM

Nombre

Igual

Diferente

Menor que

Menor

Mayor

Mayor

o Igual que

que

o igual que

Máscara

Test. Lim

Ejemplo:

Propósito

Probars

Probars

dos valores son ¡guales

un va or no es igual a un segundo valor.

Probarsi un valores menor que un segundo valor.

Probarsi un valor es menor o igual que un segundo valor

Probars un valores mayor que un segundo valor.

Probarsi un va ores mayoro igual que un segundo valor.

Probar porciones de dos valores para ver si son iguales.Compara datos de 1 ó bits de una dirección de fuente adatos de 1 ó bits en una dirección de referencia.

Probar s¡ un valor está dentro de un rango límite de otrosdos valores.

IGUALFuente A T4: 0Fuente B 5

0:0

'Hc. Simatic S7 - 200

La operación comparar se usa para comparar dos valores: ni y n2. Se puedecomparar ni =n2,nl> = n2ynl< = n2

Ejemplos: Vw4> = ¡

VW8T36_ p

500

Q0.3

SE1MAT1ZLCN - PERÚ



CONTROUSTA DE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIAL"

H.T.E. 37/'

6.4

a..

b.

.- Bits de Sistema

-os bits de sistema indican los estados del autómata o permiten controlar su funcio-namiento.

Estos bts pueden comprobarse en el programa de usuario para detectar todos loseventos de funcionamiento que deben implicar un procedimiento particular de tra-tamiento. Algunos deben ponerse en su estado inicial o normal desde el programa.Sin embargo, los bits de sistema que se pone a su estado inicial o normal desde el sis-tema no deben ponerse desde el programa o el terminal.

Acontinuación mostraremos algunos de ellos.

'LC NANO TSX

BIT

%S0

%S1

%S4%S5%SÓ%S7

Función

Rearranqueen frío

Rearranqueen caliente

Bases detiempolOmslOOms151 min

Designación

Normalmente en 0, pasa a 1 por:• Restablecimiento de la alimentación con pérdida de

datos (fallo de batería)• Programa de usuario• Terminal (modo ajuste)Este bit se pone a 1 durante el primer ciclo completo. Vol-verá a ponerse a 0 antes del ciclo siguiente

Normalmente en 0, se pone a 1 por :• Restablecimiento de alimentación con salvaguarda de

datos.• Programa de usuario.• Terminal (modo ajuste)El sistema lo pone a 0 al final del primer ciclo completo yantes de la actualización de las salidas.

Bits cuyo cambio de estado temporiza en reloj interno.Son asíncromos en relación al ciclo del autómata.

Ejemplos: %S4 ., , , , , ,

5 ms 5 ms

Micrologix 1000

Bit

5:1/15

Clasificación

Primerapasada

Designación

Use este bit para inicializar su programa tal como lorequiere la aplicación. Cuando este bit es establecido porel procesador, indica el primer escan del programa deusuario está en progreso (después de la activación en elmodo de MARCHA o de la entrada al modo de marcha o dela entrada al modo de marcha REM o prueba REM). Elprocesador resetea esta bit después del primer escan.Este bit se establece durante la ejecución de la rutina defallo de protección de arranque.

56

SESMATIZLCN - PERÚ



f CONTROLISTA DE MAQUINAS][ Y PROCESOS INDUSTRIALES j

H.T.E. 38/47

Bit | Clasificación Designación

S:4 Base de tiempoEl Procesador evalúa los 1 ó bits de esta palabra. El va-lor de esta palabra se convierte en cero al momento dela activación en el modo de marcha, o a la entrada almodo de marcha REMo prueba REM. De allí en adelan-te, el valor se incrementa cada 1 Oms.

Noto de aplicación: Usted puede escribir cualquier valoren 5:4. Este empezará a incrementara partir de este va-lor.

Puede usar cualquier bit individual de esta palabra en suprograma de usuario como un bit de reloj de ciclo de ser-vicio de 50%. Las velocidades de reloj para S: 4/0 a S:4/15 son:

20,40,80,160,320, 640,1280,2560,5120,10240,20480, 40960, 81920, 163840, 367680, y655360ms.

Ejemplos: El bit 5:4/3 conmuta cada 80ms, producien-do un velocidad de reloj de 1 óOms. Para mantener lapresión de esta bit en su aplicación, !a instrucción queuse al bitS: 4/3 (O: 1/0 en e¿te caso) dice ser evaluadapor lo menos una vez cada 79.999ms

,160

c. Simatic 57 - 200

rr

• Bit S demarcas

SM0.0

SM0. 1

SM0. 4

SM0. 5

SM0. 6

Designación

Este bit siempre esta activado.

Este bit se activa en el primer ciclo.

Este bit ofrece un reloj que esta activado durante 30 segundos, siendoel tiempo de ciclo de minuto. Ofrece un retardo fácil de utilizar o untiempo de reloj de 1 minuto.

Este bit ofrece un reloj que está activado durante 0,5 segundos ydesactivado durante 0,5 segundos, siendo el tiempo de ciclo de 1

segundo.

Este bit es un reloj de ciclo que está activado en un ciclo y desactivado

en el ciclo siguiente.

57

SEÑADZLCN - PERÚ



I CONTROLISTA OE MAQUINAY PROCESOS INDUSTRIALES -I

H.T.E. 39/4/J

6.5.- Reloj de Tiempo Real

PLC Nono TSX

El programadortemporal permite controlar las acciones en horas y fechas predefini-

das o calculadas.

Se puede utilizar hasta 1 6 bloques horarios que realizan cada uno esta función.

Estos bloques no necesitan ninguna introducción de programa; son configurables.

Características

Número de bloque RTC:nhorario

n = 0a 15

Salida

Hora de inicio

Q: Asignación de la salida activada por el relojcalendario:

%Mio%Q¡.KEsta salida pasa al estado 1 cuando la fecha yhora actuales están comprendidas entre lasmarcas de inicio de período activo y los de fin deperíodo activo.

Fecha de inicio JJ:MMM Indica el día (1 a 31) y el mes (enero adiciembre) del inicio de validación del relojcalendario.

Fecha fin JJ:MMM Indica el día {1 a 31) y el mes (enero adiciembre) del fin de validación del relojcalendario.

Día LMMJVSD Indica los días de activación (L: Lunes .... D:Domingo).

hh:n Indica las horas (0 a 23) y minutos (0 a 59) elinicio de activación del reloj calendario.

Hora fin hh:mm Indica en horas (0a 23) y minutos (0a 59) el finde activación del reloj calendario.

La palabra de sistema %-SWl 14permite validar con los bits (al) o inhibir (a0) el

funcionamiento de cada uno de los bloques.

%SW114

Treloj calendario N° 1 5

Ejemplos: RTC 6: reloj 6

. Q : % Q0.2

• 21 - Jun —f 21Sept

. L.M.V

. 21:00-22:00

RTC: 6 Q:%Q0.2

21-Jun -» 21 SeptL - M - V

21:00 - 22:00

Reloj calendario N° 0

H%I0«0 %SW114:x6

SENAT1UCN - PERÚ




H.T.E. 40/47

rr

6.7.- Operaciones Básicos

1.-Función AND

(o función "Y"), dos o más contactos en serieEsquema eléctrico: Diagrama ladder:

I %I0.1 %I0.2 %Q01

[ni—u—( h-|

2.- Función AND NOT (ANDN)Esquema eléctrico: Diagrama ladder:

P""0.1 %'I—

%I0.2 %Q0.1

3-- Función OR(Función "O"), dos o mas contactos en paraleloEsquema eléctrico: Digrama ladder:

K1-o%I0.2

HH

4.- Función OR NOT "ORN"Esquema eléctrico:

S1

'xf

Diagrama ladder:

H%Q0.1

SEIMAT1ZLCN - PERÚ


CONTROLAOORES PROGRAMABLES

CONTROUSTA DE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIAL. 3H.T.E.

6.8.- Memorias Internas

Son memorias del tipo dinámica, es decir por asignación y se usa cuando se tienecombinaciones binarias muy complejas, donde es necesario memorizarlas a fin depoderlos consultar a lo largo del programa.

Uno memoria interna se considera desde el punto de vista técnico como una salidavirtual, esto quiere decirque no se exterioriza.

Ejemplo: Memoria interna. . NanoTsx %M0. SIMATICS7-200 M0.0. MICROLOGIX 1 000 B3:0

Las ventajas del uso de las memorias son:

• Simplificarla programación.• Emplear menor memoria para el programa del usuario.• Una mejorvisión en la interpretación del programa.• Proporciona un mejordiagnóstico de fallos del programa, etc.

Ejemplo:

CIRCUITO DE MANDO CIRCUITO EQUIVALENTE SIMPLIFICADO

S3[-\ S4f-\ S5[J

.

S2 E-

K1

DIAGRAMA LADDER

%I0.0 %I0.2

%Q0.0

S6NAT1ZLCN - PERÚ



CONTROUSTA DE MAQUINAS |Y PROCESOS INDUSTRIALES J

H.T.E. 42/47

6.9.- Comunicación entre autómatas

Las palabras % IW y %QW permiten el intercambio de información entre autómatas.La siguiente figura muestra para cada autómata las palabras intercambiadas.

Autómatade base

Extensiónautómata N°2

Extensiónautómata N°3

Extensiónautómata Na4

%IW2.0%IW2.1%QW2.0%QW2.1%IW3.0%IW3.1%QW3.0%QW3.1

%IW4.0%ÍW4.1%QW4.0%QW4.1

"""'

%QWO.O%QW0.1

%IWO.O%IW1 .0

%QWO.O%QW0.1

^ %IWO.O* %IW0.1 ~->

%QWO.O

%QW0.1

%iwo.o%IWO. 1

La actualización de estas palabras de intercambio se realiza automáticamente cuando

los autómatas están en ejecución (RUN). El programa de usuario se limita para cada

autómata a:

• Escribir en palabras de salida %QW¡.¡• Leer las palabras de entrada %IW¡.¡Ejemplo:El autómata de base transmite a la extensión autómata n°2 una información de tipo finde fabricación (bit%MO=l). Al recibir esta información la extensión autómata pone enmarcha una máquina mediante activación de la salida %QO.O.

M-'MO

i1

%QW2.0:XO i( } 1

i %IWO.O:XO1 !

i 1 1

%QO.O i( > 1

PROGRAMACIÓN DE AUTÓMATA DE BASE

LDST

Programación de extensión autómata

IWO.O:XOQÓ.O

r

SEÑADZLCN - PERÚ



CONTROUSTA DE MAQUINAY PROCESOS INDUSTRIALES

H.T.E. 43/4? (

7.- SELECCIÓN DE CONTROLADORESPROGRAMABLES.

Para elegir un PLC, se debe contar contoda la información necesaria respecto aisistema que se desea automatizar. Puedeser una tarea bastante delicada en fun-ción de las exigencias de la aplicación enparticular.

Los criterios esbozados a continuaciónson los básicos a tener en cuenta. Nosreferiremos únicamente a los PLCs del tipocompacto/modular. Los criterios técnicosfundamentales se basan en datos técnicosde hardware y software del PLC.

Esta información se encuentra en catálo-gos y/o manuales del fabricante.

a.-Alimentación eléctrica

Este punto puede parecer trivial perotiene su importancia. Debe tenerseen cuenta el tipo de suministro de ener-gía (AC o DC) así como la calidad delmismo (tolerancias a las fluctuacio-nes).

Existen equipos para alimentacióneléctrica tanto en AC como un DC.Estos últimos son usados principal-mente en aquellas aplicaciones denaturaleza tal que el PLC va a estar ali-mentado permanentemente desde unbanco de baterías. Un ejemplo deeste tipo de aplicaciones podría ser untablero de transferencia automática.

Para el caso de los equipos de AC, sonmucho más adecuados a nuestra rea-lidad los equipos del tipo autovoltaje.Estos equipos se alimentan en AC enun rango muy amplio de tensiones.Su fuente de poder es una fuente con-mutada que se adecúa a las variacio-

nes de la tensión de alimentación. Lamayoría de estos PLC se pueden ali-mentar con cualquier nivel de tensiónentre 1 10 y 240 VAC; esto sin consi-derar las tolerancias con las cuales elrango es de 96 a 262 VAC.

Esta característica es muy importantesi tenemos en cuenta que en nuestromedio el suministro eléctrico es demuy mala calidad y que los equiposson muy sensibles a las sobretensio-nes.

b.- UNIDAD DE PROCESAMIENTOCENTRAL (C.P.U.)

• Capacidad de memoria.

• Tiempo de ejecución (SCAN TIME)

• Tiempo de vigilancia de ciclo

• Cantidad de E/S discretas

• Cantidad de E/S análogas

• Cantidad de menorías internas

• Cantidad de temporizadores

• Cantidad de contadores.

• Cantidad de entradas de alta fre-cuencia.

• Cantidad de contadores de alta fre-cuencia.

• Algoritmo de regulación PID

• Canales de comunicación.

• Posibilidad de integración a red.

• Condiciones ambientales.

- temperatura en montaje verti-cal/horizontal (°C).

_ humedad (%).

SENATIHOJA DE TECNOLOGÍA ESPECÍFICA



H.T.E. u/a

c.- ENTRADAS DISCRETAS

Es necesario definir el número deentradas discretas y entre ellas el tipode nivel de tensión de cada una(AC/DC)

Es preferible usar entradas discretas en24VDC ya que estas, comparados enlas de entradas de 1 10 ó 220VAC,ofrecen mayor seguridad al personalademás de ser más económicos ymucho más compactos. e

La mayoría de los sensores y detectoresque envían las señales de entrada dis-cretos al PLC no son otra cosa que uncontacto electromecánico que puedeoperartanto en AC como en DC.

Ejemplos de estos tipos de sensoresson los presostatos, termostatos e inte-rruptores de posición.

En algunos casos es necesario verificarla'compatibilidad entre el detector y elmódulo de entrada.

d.-SALIDAS DISCRETAS

Estas salidas controlan generalmentebobinas de contactores, de electrovál-vulas, lámparas de señalización, sire-nas o elementos similares.

• Salidas tipo transistor: utilizados enDC

• Salidas tipo relé : utilizadas en AC yDC

• Salidas de tipo triac : utilizadas enAC.

Los módulos de salida deben ser selec-cionados teniendo en cuenta lossiguientes criterios básicos:

• Tensión de alimentación: siendo losmás usuales 24VDC, 110VAC y220VAC

• Consumo: Este consumo se especifi-ca en vatios (W) para el caso de DC y

en el voltamperios para el caso deAC. A veces en amperios .

• Número de Operaciones: los módu-los de salida tipo estático, a transis-tores en DC y triacs en AC, tienen unnúmero de operaciones garantizan-do prácticamente ilimitado, a dife-rencia de los de relé cuya vida útilestá limitada a varios millones demaniobras.

.- ENTRADAS / SALIDAS ANALÓGICAS

• Cantidad de entradas / salidas ana-lógicas

• Tipo de señal

- en corriente: (m A) /(0-20)m A, (4-20)mA,etc

- en tensión : (V) / (O-2)v, (O-5)v, ±1 Ov, etc.

• Resistencia de entrada

- (M fJ) (entradas analógicas) ^

• Resistencia de carga

- (Q) (salidasanalógicas)

• Resolución

-(N°debits+signo)/8 ;12, 16, bits

• Tiempo de escrutinio

-(ms/50HZ,ms/60HZ)

• Corriente /tensión de entrada admi-sible máxima.

- (mA/V), (entradas analógicos).

• Corriente de cortocircuito

- (m A Al, (salidas analógicos).

- Características importantes a tener encuenta al seleccionar un módulo deentradas analógicas son la resolución yel tiempo de escrutación.

• La resolución: queda definida básica-mente por el número de bits que utilizaun convertidor análogo -'digital. Amayor número de bits, mayor precisión.Resoluciones típicas son las de 8, 12 y1 ó bits.

63

SEÑARHOJA DE TECNOLOGÍA ESPECÍFICA


CONTROLISTA DE MAQUII->*slY PROCESOS INDUSTRIAL.,, J

H.T.E, H• El tiempo de escrutador: se refiere al

tiempo que transcurre entre dos lecturassucesivas sobre una misma inferíase delmódulo. Este tiempo sería fundamen-tal, por ejemplo, en el curso de proce-samiento de un señal proveniente de unpotenciómetro lineal que refleja la posi-ción de un móvil relativamente rápido.

Elementos de mando:

-2 pulsadores :2 entradas

- 1 selector de 2 posiciones: 2 entradas

- Los criterios a tener en cuenta para selec-cionar los módulos de salidas analógicasson muy similares a los anteriores.

Ejemplos de Selección: Deseamos selec-cionar un PLC para una aplicación de lassiguientes características:

Total de entradas= 1 1

- 3 Limit Swtch: 3 entradas- 1 detector fotoeléctrico: 1 entrada- 2 presostatos: 2 entradas- 1 detector inductivo: 1 entrada

Preactuodores:

- 3 contactores bobina 220VAC : 3 salidas.

- 3 electroválvulas bobina 24VDC : 3 salidas.

Elementos de señalización:

-1 sirena (220V): 1 salida

* Total salidas = 7

El PLC va a reemplazar a 7 temporizadores, 1 contador y 22 relés de control.

Selección del PLC

-NanoTSX07 :TSX07212428

- Simatic S7-200 : S7-200 CPU 215

- Micrologix 1000 : 1 761 - L32B

64

SENAHHOJA DE TECNOLOGÍA ESPECÍFICA


í CONTROLISTA DE MAQUINAS 1[ Y PROCESOS INDUSTRIALES

1 ,, ) 4(5/47

rr

8.-VENTAJAS DE LA APLICACIÓN DE LOS dC O N T R O L A D O R E S L Ó G I C O SPROGRAMABLES EN UN PROCESOINDUSTRIAL

Diseñado para realizar funciones de auto-matización: operación, supervisión, regu-lación. El PLC puede usarse en muchasaplicaciones industriales, desde aquellosque requieren un simple control ON/OFF,hasta los mas exigentes y complejosrequerimientos en sistemas secuenciales,de entradas y salidas analógicas, en mani-pulación en manipulación de datos y regu-lación de variables físicas que controlanun proceso. <

Entre las principales ventajas, tenemos:

a.- Previsto par operar en tiempo real: eltiempo de ejecución de una instrucción

• está en el orden de los microsegundos,lo que garantiza una recolección casiinstantánea de las señales de entrada yun procesamiento en tiempo real de lasvariables de control.

b.- Diseñado para trabajar en un ambienteindustrial: la tecnología electrónica uti-lizada por los fabricantes de PLCs,garantiza su operación dentro de unambiente industrial, el cual se caracte-riza por condiciones especiales de tra-bajo: ruido eléctrico, alta / baja tem-peratura, vibraciones mecánicas, etc

c.- Son flexibles: los PLCs se adoptan fácil-mente a una amplia gama de aplica-ciones, debido a que su operacióndepende directamente del programaque se diseñe con el fin de controlarcada una de las operaciones que con-forman un proceso.

Si por algún motivo el proceso esampliado y las tareas de control se venincrementados, el PLC puede serreprogramado y reconfigurado con la

• finalidad de ajustarse a los nuevosparámetros.

- Programable por personas no necesaria-mente con conocimientos en informáticapero si con conocimientos de automati-zación: la programación de un PLC norequiere de conocimientos de un len-guaje sofisticado, son capaces de fun-cionar en el medio industrial con ver-siones que utilizan el lenguaje de loselectricistas: contactos "normalmentecerrados" y "normalmente abiertos".Incluyen funciones internas que facili-ten la introducción de un programa,detectan, corrigen errores y supervisanla puesta en marcha del sistema.

!.- Son confiables: se.puede programar elPLC para reemplazar muchos circuitosanalógicos y dispositivos de control (re-lés, temporizadores, secuenciadores,etc).

El reemplazar circuitos con'Software,significa que se requieren menos par-tes; lo que se traduce directamente enmayor contabilidad del sistema. Unsistema con microprocesador puedemonitorear el rendimiento de compo-nentes individuales del sistema y avisaral usuario a tiempo para que se corrijaproblemas antes de que el sistemafalle (leds).

f.- Bajo precio relativo: Esto se da sobretodo cuando se trata de reemplazarenun nuevo diseño o en uno ya existente:relés, temporizadores, contadores,resets, todos ellos electromecánicosque implican un mayor costo, tanto deimplementación como de manteni-miento, esto en adición a los eventua-les fallas electromecánicas derivadasde su periodo de uso.

g.- Ayuda a mejorar la calidad de la produc-ción: Al mantener (a través de esque-mas de control más exactos y comple-jos) los estándares de calidad requeri-dos en la manufactura de un producto,garantizando el cumplimiento con las

65

SEÑADHOJA DE TECNOLOGÍA ESPECÍFICA


CONTROUSTA DE MAQUINA!Y PROCESOS INDUSTRIALES L

H.T.E. 47/47 ,

normas de calidad durante todo el pro-ceso productivo, al mismo tiempo seminimiza la aparición de mermas, asícomo ahorros en costos operativos porminimizar reprocesamientos producti-vos.

h.- Ahorro en fallas en los equipos y ahorroen las costosas paradas de planta: Estasfallas son derivadas de una operaciónsin esquema apropiado de monitoreoy control de parámetros operativos crí-

ticos.

Así por ejemplo con la incorporaciónde PLCs se garantiza un mayor tiempomedio entre fallas del sistema de con-trol, al disponerse en software a los ele-mentos de control, que en los sistemasde control tradicionales de relés, sehallan individualmente instalados entableros de control y que están someti-dos a una frecuencia de fallas propor-

cionales a su uso, a factores externosoperativos imprevistos y a sus caracte-rísticas electromecánicas de opera-ción.

Reducción en los costos operativos:Tanto en energía como en ahorro portiempos de operación consumidospara una producción dada, incremen-to de la eficiencia y productividad de laplanta.

Esto es logrado por el estricto cumpli-miento y mantenimiento de las condi-ciones operativas y de los valores deconsigna establecidos por el usuario ycumplidos por el PLC, más allá de lasposibles variaciones naturales del pro-ceso (% de carga, fluctuaciones en ladisponibilidad de recursos, etc), y quese logran al integrar el proceso pro-ductivo mediante un PLC.

66

SEÑADCONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS

CIENCIAS BÁSICAS


H.C.T.A.-CB 1 /4

OPTOELECTRON1CA

r—rr

Los componentes optoelectrónicos sonaquellos capaces de convertir energíaluminosa en energía eléctrica y viceversa.Se dividen en dos grandes grupos:. Fotosensibles: A partir de una excita-

ción luminosa producen o controlancambios de energía eléctrica. Entreestos componentes se encuentran losLDR, fotopilas, fototiristores, íotofets,fotodiodos yfototransistores bipolares.

. Electroluminicentes: basados en laexcitación por una corriente eléctricaque provocan en ellos la emisión deenergía luminosa en forma de radia-ciones visibles o no. Son componenteselectroluminicentes los LED y todos susconfiguraciones, los diodos emisores¡nfrarr¡¡os IRED, diodos LÁSER, queproducen la emisión estimulada defotones como una radiación monocro-mática y los visualizadores de cristallíquido LCD.a) Fotodiodos: son diodos encapsula-dos de tal forma que la unión P-Nqueda expuesta, a través de unaventana, a la incidencia de radiacionesluminosas que transmiten energíasuficiente, cuando la unión se polarizainversamente, para crear pares elec-trón - hueco capaces de generarcorriente inversa considerable.Cuando la polarización es directa, laincidencia luminosa apenas modificala conductividad debido al efectopredominante de los portadoresmayoristas.

longitud de onda (X)de la radiaciónincidente. La sensibilidad, en formagenérica, es la relación entre lacorriente generada y el flujo luminosoincidente y se expresa en amperios /lumen (A/lm). La sensibilidad espectraldepende, fundamentalmente, de losmateriales semiconductores y sudopadoDirectividad: es una gráfica que repre-senta la respuesta de componente enfunción del' ángulo de incidencia de laradiación y depende, casi exclusiva-mente, de la forma de la ventana deexposición y su capacidad para con-vertirlos radiaciones incidentes. ,

IR

b)

Fig. 1.. Fotodiodo

Características principales de un fotodio-do, aparte de sus especificaciones eléctri-cas propiamente dichas son:• Sensibilidad espectral (Se): expresa la

relación entre la sensibilidad y la

Fig. 2.- Circuito experimental

i L3

IJ1]

IR

W

VR / L

|R= f (VR ) /L-c te

Fig 3. Curvas características

Fototransistor:• De forma similar alfotodiodo, su estructura es semejantea la de un transistor bipolar, o unipolaren su caso, en el que se deja incidir lasradiaciones sobre la unión colector-base, provocando, igualmente, pareselectrón- hueco que determina lacorriente inversa de colector y, portanto, aumentan aproximadamente (5veces la corriente directa de colector.

SEIMAHCONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS

CIENCIAS BÁSICAS

CONTROUSTA DE MAQUI!-'""Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.C.T.A.-CB 2/

Fig. 4. FOTO TRANSISTOR

Presentan como ventaja, frente a los foto-diodos, una mayor sensibilidad y, por tan-to, una mayor corriente de salida para lamisma radiación luminosa incidente. Suprincipal desventaja es que tienen unamenor velocidad de conmutación.

Al igual que el fotodiodo, tienen la sensi-bilidad espectral y la directividad comocaracterísticas propias.

lo VCC

^™ o

Fig. 5. Coroden'sticaí de colectordel fctorransistor

Fig. 6. Circuito de utilizacióndel fototraniiitor

c) LED: Cuando la unión P-N se polarizadirectamente, los.electrones la atravie-san par recombinarse con los huecos;al pasar de un nivel de energía superiora otro inferior liberan energía que enlos diodos normales, se disipa en formade energía calorífica.

Fig. 7.- Diodo LED e IRED

Cuando la composición del semiconduc-tor es apropiada, dicha energía apareceen forma de radiaciones visibles (fotones),que son de diferente longitud de onda enfunción de dicho material. As!, el arseniu-ro de galio (AsGa) entre luz roja, cuya lon-gitud de onda es de 850nm; el fosfuro deGalio (P Ga) emite luz verde de longitudde onda 565nm y el arseníuro- fosfuro deGalio sobre el fosfuro de Galio emite luzamarilla, con una longitud de 590nm.

Existen muchos más compuestos que emi-ten radiaciones de distinta frecuencia,ofreciendo distintos colores, o distintostonos dentro de un mismo color.

Su principal utilidad está en la sustituciónde lámparas incandescentes y de gas (pi-lotos de señalización), debido a su mayorvida útil, más rápida velocidad encendi-do-apagado y menor voltaje de trabajo.

Combinaciones de diodos sirven para pre-sentar datos como indicadores numéricaso alfa - numéricas.

Las formas más habituales de dichos.indi-cadores son los siguientes:

. Display de siete segmentos:

Presentan un aspecto como el de la Fig. 8y su esquema interno es el de la Fig. 9.

1. \\ . •*. «i •&. *. \\ «f.

Ib)

•?. « \\ <1 \N \v*

b c d f g PDa b c d f g PD

+

Fig. 9.- Eiquemo interno (a) de cátodo común; (bl de ánodo común

SENATICONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS

CIENCIAS BÁSICAS

CONTROLISTA DE MAQUINAS1


H.C.T.A.-CB 3 / 4

Lo distribución de los segmentos está nor-malizada, as! como el nombre que recibecada uno de ellos (a,b,...,f,g) pudiendopresentar un punto llamado punto deci-mal, empleado cuando se han de repre-sentarcifras decimales.

Cada segmento es un LED en forma debarra (excepto el punto) y polarizado con-venientemente, un número adecuado deellos se pueden representar los diez dígi-tos del 0 al 9 y algunas letras mayúsculas.Por ejemplo, polarizando los segmentosa, b, c, d, y g se obtiene el "3" y polarizan-do todos excepto el d se representa la letraA.

Se encuentra en dos formas de conexio-nado: con los cátodos unidos (Fig. 9a) ocon los ánodos unidos (Fig. 9b), recibien-do el nombre de cátodo común y ánodocomún, respectivamente.

• Matrices de LED o displays alfa-numéricos:

Su constitución es similar a la de los dis-play de 7 segmentos, pero presentan unamatriz que puede variarsu número de ele-mentos: 3*5, 4*6, ó 7*5; siendo mucho

mas utilizada esta última porque presentala ventaja de disponer de 35 elementos yasí poder representar, con resolución muyaceptable, caracteres alfabéticos (letrasmayúsculas y minúsculas) numéricas, depuntuación y especiales (puntos, interro-gaciones, etc).

d) Diodos IRED: Sus fundamentos son losque para los diodoslED; encontrandola única diferencia en su espectro deradiación; su longitud de onda se sitúapor debajo del espectro visible y seemplean cuando se requiere unaradiación no visible, por ejemplo, encontrol remoto, detectores, etc.

Su símbolo es igual al del LED, repre-sentado en la figura 7. :

e) Optoacopladores: Auaue se considerenun solo componente, en realidad estáncompuestos por un diodo LED o IRED(generalmente este último) y un foto -transistor.

Dichos componentes se encapsulanconjuntamente y de tal forma que lasradiaciones emitidas por el diodo inci-dan sobre el fototransistor.

b c1 _|6 15

2 Uk (a) «

Fig. 10.- Optoacoplador (a) símbolo(b) encapsulado. vw (b)

SEÑADCONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS

CIENCIAS BÁSICAS

CONTROIISTA DE MAQUINA.Y PROCESOS INDUSTRIALES -1

H.C.T.A.-CB 4/4 |

Cuando el diodo se polariza directamen- comente aislados, encontrando en estate, emite radiaciones que inciden sobre el característica su principal aplicación.fototransistor provocando una corriente ,- , , i f. -¡n, . , ' . Su símbolo es el de la figura 10a y su cap-de salida proporcional a la radiación inci- , , , , " ._K , . . i sulado mas usual el representado en ladente. De esta torma, se transmite infor-mación de un componente a otro, eiéctri-

figura lOb.

Fig. 11.- Circuito práctico con optoacoplador

70

SENATICONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS

MATEMÁTICA APLICADA

CONTROLISTA DE MAQUINAS 1Y PROCESOS INDUSTRIALES J

H.C.T.A.-MI. 1 /1

SISTEMAS DE NUMERACIÓN

r-r-

Nuestro sistema de numeración es el siste-ma decimal o sistema de base 10. sinembargo, en los circuitos lógicos digitalesel sistema de numeración es el binario osistema de base 2, por lo que es necesarioefectuar conversiones de se un número debase decimal a uno de base binario.

• Conversión de un Numero de Base 10abase 2

Para efectuar esta operación, procede-mos a realizar una división sucesiva hasta

26 »-

I 2

"Í3 I 2

6

obtener un residuo menor que 2. El resul-tado es el último cociente y todos los resi-duos obtenidos en esta operación; tenien-do presente que la lectura del número debase 2, se hace comenzando por el últimocociente; el cual se constituye en el primerdígito de la izquierda.

Ejemplo: convertir el número 26, en base1 O, a base 2

Portento, el número el 26 (de base 10) esequivalente, en base binara, al número11010; y se lee: uno, uno, cero, uno,cero.

. Conversión de un Número de Base 2 aBase 10

Rpta.:2ó= 110102

columna (contando de derecha a izquier-da) tendrá un valor, determinado por labase del número, original y elevado alvalor, determinado por la base del núme-ro original y elevado al valor del primerdígito del otro sistema, y así sucesivamen-

te.Para efectuar esta operación es necesarioasignar cada columna un valor quedepende de la base. Así, la primera

- Ejemplo: convertir el número 11010, debase 2 a base 10,

11010,-»N,.

r~

1 1 0 1 0

Rpta.-110102 =

71

SEÑADZLCN-PERÚ

CONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS

DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MAQUEAS

Y PROCESOS INDUSTRIES

H.C.T.A. - D.T.

TAREAS PRÁCTICAS

1. ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR TRIFÁSICO

Diagrama de fuerza

Ll

L2

12

Diagrama de mando, con lógica

de relés.

| 220V-60Hz

F0 _.X_.X__\ Disyuntor9 y tp motor

Contactor

electromagnético

Relé térmicodiferencia!

L21 2

NA I NC

2 - -

R -

Diagrama de mando, con PLC. Micrologix 1000

72

ZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROL1STA DE MÁQUINAS 1Y PROCESOS INDUSTRIALES j

2/49

r

r

r

r

r-

r-

Diagrama de mando, con PLC TSX • Nano

220v <

3A[]

i i I Ii L N © +- C O í 1 I 2 34 ! 5

_ _/

T L

24V TSX Nano

pExtensión-,

C O 1 2 C 3 A B SG

Diagrama de mando, con PLC Simatic S7-200

ALIMENTACIÓN

N 1 Kl Vi Rl

O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ollfpílTS U 0.0 0.1 0.2 • 2L 0.3 0.4 0.5 — N Ll

— -— ~ —

MNPUTSl

SIMATIC S7 200

— ^

IL 00 01 02 03 04 05 06 07 » M L+

|QQ 0 0-0 000 0000|

r

SENAT1ZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MÁQUIi -,Y PROCESOS INDUSTRIA!

3/4V

PROGRAMA LADDERMlcrologix 1 000

1:0 1:0 1:0i r ~i-p" i -F-"j L ^-JL. -d T_

0 1 2

0:0DJ C

0

1:0 S:4

2 6

( ENP )

0:0

0

0:0( )

1

0:0

( r1

-

CONTA- ORK

LAMPAfMARCHA(VERDE)

LAMPARASOBREC. .0(ROJA)

-

%I0-0

! 1

%Q0-0t i1 '0

%I0-2

i

%IC

»/

ISX Nano

5-1 %I0-2-t-- J-r'i =Tr

S6i

( END )

%Q0:0(

%Q0:11 j

%Q0:2

CONTAf " IRK

LAMPARAMARCH/(VERDE) „

LAMPARASOBREC 3A(ROJA)

. ---_

5IMATIC 57-200

10-0 10-1 10-2 Q0.01 1 j -V-~" i J- / •,

Q0-0 Q0.1

10-2 SM0-5 Q0.2

( END )

CONTAC RK -,

LAMPAR/MARCHA -(VERDE)

LAMPARA-SOBRECA. JA(ROJA)

SE1MATTZLCN -PERÚ


DIBUJO TÉCNICO


H.C.T.A. - D.T.

2.- ARRANQUE DIRECTO CON INVERSIÓN DE GIRO

.Diagrama de fuerza

ti; ;£FD |-m-_X--V-\ Disyuntor

-f >| >, > motor

Diagrama de mando, con lógicade relés.

Ll E3-220V-60HZ

Diagrama de mando, usando PLC

rr

75

SeiMATIZLCN - PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MÁQI "ÑAS


PROGRAMA LADDER

Micrologix 1000

1:01 r

00:01 r

0

1:01 r

l

0: 01 r

i0: 0-] r

0

0: 0-i r

11:01 rJ L

3

1:0 0:0 i;0 0:01 P* i .F- ~ij=- / \<=r L -d L <J 1. ( >

2 1 3 0

1:0 0:0 i :0 0:0~i p- n-p' i p- ¿ \tíL -<JL ,d L ^ ;

2 0 3 ,

0: 0

( J2

S:4 0:0-ir f \J L \ 1

6 3

ÍEND1

-

Directr

inversa

Lampemarcho(verde,

Lampar"

(roja)

PROGRAMA LISTA DE INSTRUCCIONES

000001002003004005006007008009010Olí012013014015016017018

LDORANIANIANIOUTLDORANIANIANIOUTLDOROUTLDANDOUTEND

1/00/01/20/11/30/01/10/11/2O/01/30/10/00/10/21/3S4/60/3

DIRECCIÓN

I: 0/0

1:0/1

1:0/2

1:0/3

0:0/0

0:0/1

0:0/2

0:0/3

S:4/6

DESCRIPCIÓN

Pulsador de marcha directa

Pulsador' de marcha inversa

Pulsador de parada

Relé térmico diferencial

Bobina del contactor MD

Bobina del contactor MI

Lámpara - Indica marcha

Lámpara - Indica sobrecarga

Intermitente

76

SENATTZLCN -PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROL1STA DE MÁQUINASY PROCESOS INDUSTRIALES

H.C.T.A. . D.T. 6/49

3.- ARRANQUE ESTRELLA-TRIÁNGULO

Diagrama de fuerzaLl

L2

13

Diagrama de mando, con lógica de relés

Firr

ARCHA SOE-

\RO Sl[-\

V-; «\KA l-f- ¿= \

_í-

\\

Kim

T M "T T1 2 3 4

NC NA

- 5

NC NA |NC NA |NC

< "r T77

SENAT1ZLCN- PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MAQUÍY PROCESOS INDUSTRIA1

niruH.C.T.A. - D.T.

Diagrama de mando, con PLC Micrologix 1000

Diagrama de mando, con PLC TSX - Nano

220v

3A[]

, i ,, , , , i .—.—.—,—,—r—i I L|:N|(§)|+ I - I C| O I 1 | 2| -3 [4 | 5] 6| 7 | 8

24V TSX Nano

-Extensión-

C Q 1 2 3 G 4 :C 5

[] [] [] [] [i

Kl K2 K3 V

TTT?

|A-|.B'|S6

78

SENAT1ZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MÁQUINASY PROCESOS INDUSTRIALES

H.C.T.A. - D.T. 8/49

Diagrama de mando, con PLC Simatic 57-100

K2| K3|ALIMENTACIÓN

O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0OÜTPUTS U 0.0 0.1 0.2 « 2L 0.3 0.4 0.5 ~ N L1

SIMATIC S7 200

INPUTSlI L 00 01 02 03 04 05 06 07 • M L+

-3 /-]

<•og

x y ui" o ui&R<£ a. -¡te. H1< < ui LJ tE u. o: I-Q

79

siZLC

£%_ CONOCIMIENTOSTECNOLÓGiCOSAPLICADOS ^S™^

ZlvMJ 1N-PERÚ [ DIBUJO TÉCNICO H.C.T.A. - D.T. ][ '"19

PROGRAMA LADDERMicrologix 1 000

1:0 B3

•1 ^0 <L)0

B3 TEMP. A LA CONEXIÓN

1 T TEMÍ>- L':0 (UNÍ-1 \-m TIEMPO BASE I I"-*1/PRESET 6 -(DN)

ACUM ' 0

63 . - 0:0

• '-0 v 00:0

'3

0:0 T4:0 0:0 0:0ir ir 3-EC í iJ L J L =*r ( ),

tWT'i0:0 T4:0 *' 0:0 0:0ir ir i F — í \J L J L -íi. ( r.

0 DN 2

1:0 ' S:4" 0:0ir i r ( i-^t— - JL6 ( ,4B3

/ u i

,0 .. KW|r f ,îr í u )Li -.*• »

S:l

15( EMD )

ARRANQUE ESTRELLA-TRIÁNGULO

-

CON .CTCPRINCIPALKl

LAM, . XAMARr'JA(VERb

cot^âcESTRÍAK3 '

CONT\CTCTRIAl.ÛLCK2

LAMPARASOBk -Ht¡(ROJ*1

-

DIRECCIÓN

1:0/01:0/11:0/20 :0 /00:0/10 : 0 / 20 : 0 / 30 : 0 / 4 \S:4/6

S: 1/15T4: 0

DESCRIPCIÓN

Pulsador de marcha

Pulsador de parada


Contactor principal Kl

Contactor triángulo K2

Contactor estrella K3

Lámpara - indica marcha

Lámpara - indica sobrecargaIntermitenciaReinicializador

Temponzador ON Delay

80

SENOTZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROUSTA DE M

Y PROCESOS 1NDL

ÁQUINAS

STRIALES

H.C.T.A. • D.T. 10/49

PROGRAMA LADDERTSX Nano

%I0-0 %M0(• ->)

%M0 %TM0I I IN O1 ' TYPE TON

TB 15ADJ Y

%TM0.P 6

%M0 %Q0.0

%Q0.3

%:Q0.0 %TM0.Q %Q0.1 %Q0.2

%Q0-0 %TM0-Q %Q0-2 %Q0.I

%10.2 % S6 %Q0-4I I l i l i

•- • • %:M0( n )

%10.1 %:M0

% S0

%S1

( EMD )

CONTACTOSPRINCIPALKl

LAMPARAMARCHA(VERDE)

CONTACTORESTRELLAK3

CONTACTORTRIANGULOK2

LAMPARASOÍRECARGAIROJAI

ARRANQUE ESTRELLA-TRIÁNGULO

DIRECCIÓN

% I 0 • 0

% I 0 • 1

% I 0 • 2

% Q 0 • 0

% Q 0 • 1% Q 0 • 2% Q 0 • 3% Q 0 • 4

% se% TM0

DESCRIPCIÓN

Pulsador de marcha

Pulsador de parada


Contactor principal Kl

Contactor triángulo K2

Contactor estrella K3

Lámpara - indica marcha

Lámpara - indica sobrecarga

Intermitencia

Temporizador ON Delay

81

SE1MAT1ZLCN- PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MÁQÜlO]Y PROCESOS INDUSTRIALES. J

H.C.T.A. - D.T. 11A

PROGRAMA LADDERSIMATIC S7 - 200

ARRANQUE ESTRELLA - TRIANGULO

DIRECCIÓN

10.0

10.1

10.2

10.0

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.4

SM0.5

T37

DESCRIPCIÓN

Pulsador de Marcha

Pulsador de Parada

Relé Térmico Diferencial

Contactar Principal Kl

Contactor Triángulo K2

Contactor Estrella K3

Lámpara - Indica Marcha

Lámpara - Indica Sobrecarga

Intermitente

Temporizador ON Detay

82

SEÑADZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO


H.C.T.A. -D.T.

4.- ARRANQUE ESTRELLA - TRIANGULO CON INVERSIÓN DE GIRO

Diagrama de Fuerza

Ll -L2 •

L3 .ESTRELLA TRIANGULO

Zf~>U

b \bKl

F 1

\

]

\K2

F

^

\ /

K3.Cp— J

J]

. 7

U )f

, N\

w,

1

\ K A Y fX

( " tt^JZ


Ll

Kl \ K2\ K4

V í USI E\ Kl\ S2E\ K2\ K3/

MARCHA DI MARCHA 1

Kl

K2 KA 1

K l

KA H-JC \- K3\

K4 I K3l ~

L2

K2

1NA

59r ' 3 4

NAINC4 16 -

10

5 6NA NC NA NC7

67

7 íNA NC

8 5

¡ 9 10 11

SENAHZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE A,Y PROCESOS INDI

WG^NASTRiALES

H.C.T.A. - D.T. 1 ' '49

Diagrama de mando, con PL.C Micrologix 1000

!•*" \=S ven D/0 VCC 0/1 VCC 0/2 VCC 0/3 VCC 0/4 0/5

84

SENAT1ZLCN - PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MÁQUINAS


H.C.T.A. • D.T. 14/49

PROGRAMA LADDERMicrologix 1000

1:0

B3

1:0

B3

1

B3

0

B3

0

~ B3

1

0:0

0:0

4

1:0

3

1:0

25:1

15

B3

0 .

0:0 0:0lí" ( )

"' ' Ll ' '0B3

1

0:0 0:0

0 TON 'TEMP. A LA CONEXIÓNTEMP. T4; 0 ^^^

PRESET 6 -<DN)ACUM 0 . •'£•

0:0

4 :

T4:0 0:0 0:0n L -¿'E"" ( >

T T ''•

T4:0 0:0 0:0-ir 1 F^ ( 1j t - =*T: i '

DN5:4 0;0

i r i iB3

0B3

83( y )

83

ARCHA D.Kl

MARCHA 1

K2

LAMPARAMARCHA

CONTACTORESTRELLA

CONTACTO*TRIANGULO

K3

LAMPARASOÍ8ECARGA

85

SEÑADZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROUSTA DE'MÁQU. X

Y PROCESOS INDUSTRIAS

H.C.T.A.-D.T. 15/-.9

5.- ARRANQUE ESTRELLA - DOBLE ESTRELLA

Diagrama de fuerza ESTRELLA DOBLE ESTRELLA

,- u


L2

KlC:,„„= 'i

K2

f K3C

K3

D K2C3 K4t±] R

-

NA24

NC NAINC NC NA NC NAINC

SSIMATSZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO


H.C.TA - D.T. 16/49


87

SENATIZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MAC" NA

. Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.C.T.A. - D.T. 1 ' '49

PROGRAMA LADDER.0 Micrologix Ik3!¿>!¿>

] [0 (L>0TON

B3 TEMP. A IA CONEXIÓN

1 f TEMP' T4:e! rrnvJ L(7¡ TIEMPO BASE 1 ^CIN'PRESET é -(DN)

ACUM 0

B3 0:0

0 0:0

4

0:0 T40 0:0 0:0

JL0 ]CTT

X, ' '2

0:0 T4:0 0:0 O'0"ir -ir -i p , >J U-. J L «rL ( ),

0:0 •

Ir0 S:4 O'0ir i r / rJL

2 JL6 ' '5B3

01:0 B3

' , 0

S:l

]C15

-

CONTAC" " 1PRINCIPAL .0

LAMPARAMARCHA

CONIAO&.K3

CONTAC" !K2

CONTAQ"1!M

LAMPARASOBRECA! \

.

— ,

"-

ARRANQUE ESTRELLA - DOBLE ESTRELLA

DIRECCIÓN

1:0/01:0/11:0 /20:0/00:0/1

0:0 /20 :0 /30: 0/40:0/5S: 4/6

S: 1/15T4:0

DESCRIPCIÓN

Pulsador de marchaPulsador de paradaRelé térmico diferencialContactor principal KlContactor A AContactor A

Contactor A ALámpara - indica marchaLámpara - indica sobrecargaIntormitoncio

Reinicializador

Temporizador ON Delay

88

SENAHZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MÁQUINAS IY PROCESOS INDUSTRIALES J

H.C.T.A. - D.T. '8/49

6.- FRENADO DE MOTOR TRIFÁSICO DE INDUCCIÓNDiagrama de fuerza


\1 \ l x l XlMARCHA SI EA, K.1X, Kl\, K2N!

K 2

FRENO

KA 1 -(

K2

L2- T 2NA INC

K A 1 E

NA INC KIAINC NAINC

89

SEÑADZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROUSTA DE MÁQUINA 1Y PROCESOS INDUSTRIAL' J

H.C.T.A. - D.T. 19/4V

Diagrama de mando, con PLC MICROLOGIX 1000

110v

PROGRAMA LADDER

1:0

~~ 3 L00:0

3 L0

1:0n r

^ L2

0:01 f-

L,

T4.-0

TT

1:0 1:0 0:0

1 3

1:0~l -P-"

* * 3

{ EMD )

c1

TOK

0:0

~(

TEMP. A LA CONEXIÓNTEMP.TIEMPO B/PRESETACUM

T4:0

«E 130

/0

-(EN)<DN)

0:0

^1

0:0i2

CONTACTORPRINCI:Kl

CONTALíORK2

CONTAD, ORK3

' ~

90

SEÑADZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO


H.C.T.A. - D.T. 20/49

r

r-

7.- ARRANQUE DE MOTOR DE ROTOR BOBINADO, CON INVERSIÓN DE GIRO

Diagrama de fuerza


J JKA1-A KA2-f\

ZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MAP'-'IWY PROCESOS INDUSTRIES

H.C.T.A. - D.T. r " '49


220v

•n-%MICROLOGIX 1000

[] n [i n [i ti [i

Kl

id

K2c K3 K4tt

P

K5

a

Yi R,

92

seZLCN

» 1 «St ' rKULtbUi INUUblRIALtl

MAíl

-PERÚ D1BUJ° TÉCN'CO HCTA.DX

PROGRAMA LADDERMicrologix 1 000

1:0 1:0 1:0 0:0 0:0

3 C ]í" ]í -3 í"' ( )" L0 ' L2 "J L3 "~ Ll '0

0:03 rJ L0

1:0 1:0 ' 1:0 0:0 0:0

3 r -3~E"" 3í"" ]"C^ ( ''J L v " J U2 " ' L3 " " L0 i0:0

,,„ TEMP. A LA CONEXIÓN

] L,-, TIEMPO BASE 1 (Qi>^ PRESET 10 <DN)

n.(75 ACUM 0ir .,J L 0:01 . „ t \( V

TESTLIM 0:0LIMIMF 1 / \

• TEST T40-.ACUM • ' 2 "UM SUP 4

TESTUM 0:0

TEST ^^•.<Z• ACUM 3UM SUP 8

IGUALQUE 0:0 0:0

FUENTES 9 J L0 ' 4

0:0 0:0T r irJ L 4 J Ll

1:0 S : 4 0:0L3 J 6 ' <

( EMD )

22/49

ARCHA D.

MARCHAK2

- " iLAMPARAMARCHA

K3

K4

K5

LAMPARASOBRECARGA

93

SEJMAT1ZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MAQUI. ,5Y PROCESOS INDUSTRIA'"

H.C.T.A. - D.T. 23/w

8. Mezclador de pintura

La figura 1 muestra un mezclador'depintura. En la parte superior delmezclador hay dos tuberías por dondese suministran dos componentesdiferentes. En la parte inferior seaprecia una sola tubería que transpor-ta la mezcla de pintura preparada. Poruna tubería en la parte inferior deltanque se conduce la mezcla ya lista.El programa de ejemplo controla laoperación de llenado, supervisa elnivel del tanque y controla un ciclo demezcla y de calefacción como sedescribe a continuación:

Paso 1: Llenar el mezclador con elcomponente 1.

Paso2: Llenar el mezclador con elcomponente?.

Paso 3: Supervisare! nivel del mezcladorpara cerrar el interruptor de nivelsuperior.

Paso4: Mantener el estado de la bombasi se abre el interruptor dearranque.

Paso 5: Arrancar el ciclo de mezcla ycalefacción.

Paso 6: Poner en marcha el motor delmezcladory la válvula de vapor.

Paso 7: Vaciar el mezclador

Paso 8: Contar cada ciclo.

Control Bomba \ Control Bomba 2

Fig.l.- Mezclador de pintura

SEÑARZLCN- PERÚ


DIBUJO TÉCNICO


H.C.T.A.. D.T. 24/49

Esquema de conexiones

PLC MICROLOGIC 1000

r-

r

DIRECCIÓN

1:0/0

1:0/1

1:0/2

1:0/31:0/4

1:0/5

1:0/01:0/7

1:0/8

1:0/9

1:0/10

0: 0/0

O:0/l

O:0/2

O:0/3

O:0/4

O:0/5T4:0

C5:0

DESCRIPCIÓN

PULSADOR DE MARCHA 1

PULSADOR DE MARCHA 2

PULSADOR DE PARO 1

PULSADOR DE PARO 2

SENSOR NIVEL SUPERIOR

SENSOR NIVEL INFERIOR

RESET AL CONTADOR

RELÉ TÉRMICO DIFERENCIAL - BOMBA1 '

RELÉ TÉRMICO DIFERENCIAL - BOMBA 2

RELÉ TÉRMICO DIFERENCIAL - MOTOR MEZCLADOR

RELÉ TÉRMICO DIFERENCIAL - BOMBA VACIADO

CONTACTOR BOMBA 1

CONTACTOR BOMBA 2

CONTACTOR MOTOR MEZCLADOR

SELENOIDE DE LA VÁLVULA DE VAPOR

SELENOIDE DE LA VÁLVULA DE VACIADO

CONTACTOR DE LA BOMBA DE VACIADO

TEMPORIZADOR

CONTADOR

/*vSENAT1ZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MÁQUINASY PROCESOS INDUSTRIAS

H.C.T.A. - D.T. 25 M9

PROGRAMA LADDER

MICROLOGIX 1000

1:0

0:0

1:0

0:0-| rJL1

1:0

83

T4:0-i r:CTT

T4:0-i rDCDN

1:0

1:0

1:01 r3L5

1:0 1:0 1:0 0:0

B3

0

1:0 1:0 1:0 . 0:0

B3

0

B3

0

. • TEMP. A LA CONEXIÓN -(EN)_., TFMP T-1'0

TIEMPO BASE 10 ~(DN)PRESET ,00ACUM 0

B3 1:0 0:0

0:0

1:0 1:0 0:0

0:0

5

01 UT4;0 CONTADOR + -(EN)

3C CONIAOUK CbiJ -(CU)PRESET 12

ACUM 0

C5

T4:0 B3ir ( u ^JLDN — — — \ U )0

/ FMn ^

OMB» 1

BOMB. . 2

MOTO.MEZCI *D

VÁLVULAVAPOF

VALVUI -AVACIAl, •

BOMB/1

VACIAUO

SENATIZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO


H.C.T.A. - D.T. 26/49

9.- ARRANQUE SECUENCIA!. DE 03 MOTORES DE INDUCCIÓN

Condiciones de funcionamiento:

Se tienen 03 motores trifásicos de inducción con arranque directo y deben trabajar

en casacada o en secuencia, tal como se aprecia en la siguiente figuro:

Transporte de un producto

CASO 1

Al presionar el pulsador de marcha,los motores arrancan automática-mente en secuencia, comenzandopor MI, luego de 10 seg., arrancaM2 y después de 18 seg., arrancaM3.

Al presionar el pulsador de paro, losmotores paran simultáneamente.

El funcionamiento de los motores estáseñalizado por las lámparas Hl, H2yH3.

CASO 2

AL presionar el pulsador de marcha,los motores arrancan automática-mente en secuencia, comenzandopor M3, luego de 8 seg., arranca M2y después de 1 3 seg., arranca M'/.

Al presionar el pulsador de paro, el pri-mer motor que para es el M, luegode 6 seg., para el M2 y después de 10seg. para el Mí.

EL funcionamiento de los motoresestá señalizado por las lámparas Hl,H2yH3.

PARO

MARCHA

PARO

97

SENATIZLCN - PERÚ

DIAGRAM/


DIBUJO TÉCNICO

\ DE FUERZA

L'3 •

" 1*KP»- _,

TÍOV *• T-3£ -t

\ m.- \- \[ T-T.J >"-— — -^-L— i i>i i>¡ i>i L— 1 1K1¿-A

F1rtiJ? 9

3 H F2 u

— \

CONTROLISTA DE MÁQUINA 'Y PROCESOS INDUSTRÍALE1- ,

H.C.T.A. - D.T. 27/4.

-

i 1

«rv1D

JM

b

K3^;

j] F3

I

J

>l\-v b

I>l I>l

"i1

:-

!> ^ ,

-

]

Diagrama de mando, con PLC Nano TSX

220v

-i- - 'C O

.pm:2| 3|C| 4¡ 5|:C|;6.

K1 | K2| | K3

[ ] I I

H2M98

SENATIZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO


H.C.T.A. • D.T. 28/49

CAS01

PROGRAMA LADDERNANO TSX

%I0:011

%I0:0II

[ %TM0.V=1

%Q0.i£H1 1

[%TM0.V=1£

%Q0,1||i I

[ %TM0.V=1

%Q0.2l|

1J

/oM0||

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%M0||II

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%M0-! ' ..

%I0:2

%I0:3H

%I0:4||

líII

%S0lí1 1

uII

%M0f " ^

%TM0

IN QTYPE TONIB 1SADJ Y%TM0.P 20

%Q0.^

%Q0. 3

%Q0.1

%Q0.4

%Q0.2i \

~~ " " i ^

%Q0.5L— < ) —

%S6 %Q0.6|| ( \ -

%M0' / r \

.

%M0f 0 >

•

t trun \

%I0:2: RELÉ TÉRMICO DEL MOTOR 1

MOTOR 1

LAMPARA •}H1

MOTOR 2

LAMPARA 2H2

MOTOR 3

LAMPARA 3H3

LAMPARA 4(SOBRECARGA)

H4



99

SOsíATIZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MAG' NAÍY PROCESOS INDUSTRIES

H.C.T.A. - D.T.

PROGRAMA UADDERNANO TSX

%I0:0

%M0

%TM0.V*1 3-

%TM0.V=8 3~

%Q0.1—( )-

%M0

"%TM0.V=133-

' %TM1.Va6 ]-

"%TM1.Va10>%S0

%I0:2

%I0:3

%10:4

%M2-Xf-

-(END>-

%M0- {sV-

%Q0. 2

%Q0,5

%Q0.1

%Q0.4

%Q0.3

%M2

%M0-(R)-

- K R :

%S6 %Q0.6

MOTOR : "

LAMPARA"*H3

MOTOR 2

LAMPARA 2H2

MOTOR 1- •

LAMPARA MH-l

(SOBRE^ "RGH4_

SEÑARZLCN.PERÚ


DIBUJO TÉCNICO


H.C.TA - D.T. 30/49

10.-SEMAFORIZACION

SECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO:

SEMÁFORO 1

SEMÁFORO 2

Entre las 00:00 horas y las 05:00 horas, sólo trabaja la luz ámbar de ambosSemáforos: Intermitencias.

ÁMBAR

0I í

22 ¡' I 1 1 í

SENAT1ZLCN- PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MAQUINA |

Y PROCESOS INDUSTRIAL"MQUINnílJSTRIAL ' J

H.C.T.A. - D.T. 31/4 y

DIAGRAMA DE CONEXIONES. CON PLC NANO TSX 07

220v

[ }

L N ÍU .+ c.|,o|.r'r.2"í-3 I 4 I 5 | 6 I yTíT

24V TSX Nano

C.ÜO

[] [] [] ti ti []

2: 3 C 4 5 C 6

:V A R i R V A ij SEMÁFORO 1 I SEMÁFORO 2 ¡

i-Extensión

A B SG

102

SEJMATIZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROUSTA DE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIALES I

H.C.T.A. . D.I 32/49

PROGRAMA LADDERNANO TSX

%10:0

%M0 %TM0.Q

[ %TM0.V>1 ~] [%TM0.V<33}-

{%TM0.V>30] [%TM0.V<33]-

%M1 %S6 %M0

£%TM0.V>33] [%TM0.V<66}-

] [%TM0.V<33]-

[%TM0.V>33]—(%TM0.VSB8}-

£%TM0.V>63] [%TM0.V<66}-

%M1 %S6 . %M0

%M0

%M0

0:0

O:0

0:0-< vi0:0

0:0

0:0

%SW114:X1

%M0- (R !

NOTA: %I0.0es un pulsador normalmente abierto.En caso de que falle el fluido eléctrico, no se presentaproblemas al regresar la energía, ya Que %M0 aueda

SETEADO.%M0sólo se RESETEA, cuando se pulsa %I0-1.

MARCHAUTOMÁTICA

•EMAFORO 1VERDE

.EMAFORO 1ÁMBAR

SEMÁFORO 1ROJO

SEMÁFORO 2ROJO

SEMÁFORO 2VERDE

SEMÁFORO 2ÁMBAR

RELOJCALENDARIO

PARO

103

SENAT1ZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MAG" NAY PROCESOS INDUSTRIALES

H.C.T.A. - D.T.

11.- ARRANQUE Y CONTROL MANUAL / AUTOMÁTICO DE 2 ELECTROBOMBAS ENSECUENCIA ALTERNADA

INTERRUPTORDE NIVEL DE

TANQUE ELEVADO

Diseñar un sistema de mano para el arran-que y control manual/automático de 2electrobombas trifásicas en forma alterna-da.El modo automático, debe trabajar de lasiguiente forma:

BOMBA 1: 00:00a 12:00horasBOMBA2: 12:01 a 23:59 horas

TANQUECISTERNA

104

ZLCN - PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTADE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIALES

H.C.T.A.-D.T. 34/49

DI AGRAMA DE FUERZA

r-.

DIAGRAMA DE MANDO,

CON PLC NANO TSX 07 220v

llll

/, /a /-a /-3 L A, /-a

,C .0 1: 2 3'i C: 4:K5 'C;]•:&

[] I I [] II I I

B1 B1 V I V .caca e d

_ 1 T HÍIH21

105

SEN/OÍZLCN • PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROUSTA DE MÁQUIK. J 1Y PROCESOS INDUSTRIAL1" j

H.C.T.A. - D.T. 35/4,

PROGRAMA LADDERNANO TSX 07

%M2

H.

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-

106

SENATiZLCN- PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROUSTA DE MÁQUINASY PROCESOS INDUSTRIALES I

H.C.T.A. - D.T. 36/49

12.-VELOCIDADES MÚLTIPLES PARAUNMOTORTRIFÁSICO DE INDUCCIÓN

- PLC : MICROLOGIX 1000 ALLEN BRADLEY-VARIADORDE : MIDI MASTER SIEMENS

VELOCIDAD

r-

EL motor trifásico trabajará con 4velocidades.

Cada uno de los pulsadores,acciona una velocidad determi-nada. EL'pulsadorde paro,dese-nergiza el sistema y para el motoren cualquiera de las velocidadesen que se encuentre trabajando.

107

SEÑARZLCN - PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MÁQlÂS

j Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.C.T.A. - D.T. 3'" 19

PROGRAMA LADDERM1CROLOGIX1000

1:0 0:0ir ""

00:0

1:01 rJL1

0:0

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1:03E3

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2 3 4

0:0f 1

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VELCTID/

VELORIO/

VELO 'Df

VELO D/>

PARC

PARÁMETROS DE CONFIGURACIÓN DEL MIDI MASTER(CONVERTIDOR DE FRECUENCIA)

Para una configuración de mando con señales digitales, proceder de la formasiguiente:(1) Aplicartensión de red al convertidor(2) Ajustar el parámetro P009 a 3 a fin de permitir el ajuste de todos los parámetros.(3) Ajustar P001 en 5, para visualizar rpm del motor.(4) Ajustar P006 en 2, mando con frecuencia prefijados.(5) Ajustar P007 en 1, mando a través de entradas digitales.(6) Ajusfar los parámetros P081 a P085 de acuerdo a las características de placa delmotor.(7) Ajusfar: -P041en50Hz -P055enó

-P042 en40Hz - P054 en 6- P043 en 30 Hz - P053 en 6-P044.en20Hz -P052en6 «=-P045 en0 -P051 enó

4 Parada normal

. 5 Frenado rápido

108

SENAHZLCN- PERÚ


DIBUJO TÉCNICO


H.C.T.A. - D.T. 38/49

13.- CAMBIO DE VELOCIDAD AUTOMÁTICO DE UN MOTOR TRIFÁSICO DEINDUCCIÓN

- PLC : MICROLOGIX 1000 ALLEN BRADLEY- VARIADOR DE : MIDI MASTER SIEMENS

VELOCIDAD

C3 "4

EL motor trifásico trabajará con4 velocidades.

Dando un puslo, el motor arran-cará a la velocidad 1, después de8 segundos gira a velocidad 2, alos 1 7 segundos gira a velocidad3 y a los 26 segundos gira a velo-cidad 4.

Pulsando paro, desenergiza al sis-tema, y el motor automáticamen-te para.

U12, NÍL3OUL1,UL2,N/L3

109

/%SEÑADZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MÁQUINAS!Y PROCESOS INDUSTRIAL^ j

H.C.T.A. - D.T.

PROGRAMA LADDER

39/XO

-

MICROLOGIX1000

B

:03CJ L

0

ir

^^

TEST LIM

TEST T4 : 0AcumLIM SUP 8

TEST LIM

TEST T4 : 0AcumLIM SUP 16

TEST LIM

TEST T4 : 0A;umLIM SUP 25

IGUAL QUE

FUENTE A T4 : 0AcumFUENTE B 26

0:0 B3

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H0

1:0irJL1

B3( L ) 0

TEMP. A LA CONEXIÓN /«.vTEMP. T4:e, 3 p

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1

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0:0

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' CMD \^ CINU ;

MARCHA

VELOCID'01

VELOCIDAD 2

VELOCID. )3

VELOCIDX"!*

PARO

PARÁMETROS DE CONFIGURACIÓN DEL MIDI MASTER(CONVERTIDOR DE FRECUENCIA)

Para una configuración de mando con señales digitales, proceder de la forma siguien-te:(1) Aplicartensiónde red a I convertidor.

(2) Ajustarel parámetro P009 a 3 a fin de permitirel ajuste de todos los parámetros.

(3) AjustarP001 en 5, para visualizar rpm del motor.

(4) Ajusfar P006 en 2, mando con frecuencias prefijadas.

(5) AjustarP007en 1, mando a través de entradas digitales.

(6) Ajustar los parámetros P081 a P085 de acuerdo a las características de placa delmotor.(7) Ajustan - P041 en 20 Hz í - P055 en 6

-P042en 30 Hz - P054 en 6- P043 en 40 Hz - P053 en 6- P044 en 50 Hz - P052 en 6- P045 en0 - P051 en 4

110

SENATIZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLiSTA DE MÁQUINAS 1Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.C.T.A. - D.T. 40/49

14.- Dispositivo de montaje de juntas en tornillos de cierre.

En un tornillo de cierre para válvulas se debe colocar una junta Tórica.Mediante un vibrador se alimenten los tornillos. Los tornillos son colocados en unahorquilla, situado en el cilindro 2.0 (B). El cilindro 1.0 (A) levanta la junta tóricacuando hay señal de marcha. El cilindro 2.0 (B) retrocede la horquilla. El cilindro3.0 (C) introduce el tornillo en la ¡unta tórica. Los vastagos de los cilindros 1.0(A),2.0 (B) y 3.0(C) regresan a sus posiciones iniciales. El cilindro 4.0(D) levanta lapieza del dispositivo para ser trasladado a un depósito mediante un soplado 5.0

(E).

Depósito vibrador Cilindro 3.0 (c) Cilindro 2.0 (B). DIAGRAMA DE MOVIMIENTOS

Cilindro 4.0(0}

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Y3L7LL1

SEÑARZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

(CONTROISTA DE MÁQr'NAS( Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.C.T.A. . D.T. 4""19

CABLEADO DEL CIRCUITO ELÉCTRICO DE MANDO

PLC MICROLOGIX1000

220v

FUJ

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1

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1

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PLC NANO TSX22 Ov

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ZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO


H.C.T.A. - D.T. 42/49

PLC SIMATIC S7-200

N(-). _ Y2_Y3_

Alimentación

OOUTMJTS 1L 0.0 0.1 0.2 0.3 • 2L 0.4 10 1-111 ffi N L1

SIMATIC S7 - 200

1. 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2L

0 < S > S > Q S > 0 < S ® 0 < S > < S < S Q S > < S Q S > < S

113

SENATlZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROLISTA DE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIAD

H.C.T.A. - D.T. 43/4.9

PROGRAMA LADDERMICROLOGIX1000

MARCHA1:0 B3

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B3 B3 B3 I : 0 0:0

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E¡ectrov#'"-tlaY5 5.1

H1 SEÑAL_ACICLÛNICw

H2 SEÑALIZACICL

CONTIh"¡O.

ZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

ÍCONTROUSTA DE MÁQUINAS[ Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.C.T.A. - D.T. 44/49

I : 0

-5 E-

o : 0

PARO DEEMERGENCIA

C5 : 0 • ACC = 200

CONTADOR DEPIEZAS

r- CTU

COUNTER C5 : 0

ESET 200

ACUM 0

B3-(uB3

~(

B3

B3

( U

115

SENATIZLCN - PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

PROGRAMA LADDER

CONTROLISTA DE MAO'NASY PROCESOS INDUSTRIALES

H.C.T.A. - D.T. 4: '19

MARCHA INMIN(J '»*•*"% 10 . 0 %M0

11 ( S )

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Y3 ELECTROVÁLX \3.1

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Y5 ELECTROVADÎLA5.1

H1 SEÑALIZACICLOÚNICO

H2 SEÑALIZA .CICLO

CONTINUO

116

5ENAT1ZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO


H.C.T.A. - D.T. 46/49

% 10.6

% 10.7 %M8

CONTADOR DE

%C0.V = 200

% 10.10

%S0

%M2 % Q0.5

PARO DEEMERGENCIA

% 10.10

%C0 . V = 200

%S0

PRESET 200

ACUM 0

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117

ZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

CONTROL15TA DE MÁQUIf ~0Y PROCESOS INDUSTRIALES ,

H.C.T.A. - D.T. a/r

PROGRAMA LADDER

MARCHA ' ' ' "••-"-10 . 0 M0.0

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M0.0 M0.1 M0.3 10.7 . Q0.1

l i l i ÍY \ \ ( \

M0.2I I

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M0.5 Q0.3II ( }

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10.2 M0.6 M0-5

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1

2.1

3.1

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CICLOÚNICO

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118

SENZLCN-

-

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IATIPERÚ DIBUJO TÉCNICO H.CTA-D.T. ' 48/49

10.4

1 h-

10.5

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M0.5 M0.F1 1 1-r

M0.6 M0.81 1 1-K

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CONTADOR DEPIEZAS

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PARO DEEMERGENCIA

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M0.1

M0.2

M0-3

M0-4

M0-6

M0-7

M0-8

119

SEN/H1ZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO

ÍCONTROLISTA DE MÁQI "ÑASI Y PROCESOS INDUSTRIES

H.C.T.A. - D.T.

15.-COMUNICACIÓN ENTRE PLC COMPACTOS

PLCs NANO TSX

Procedimiento:

r-\

- Al pulsar SI, se activa K2. Sipulso S2, se desactiva.

- Al pulsar 53, se activa Kl. Sipulso 54, ;e desactiva.

- Considerar un enclavamiento deactuadores.

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PROGRAMA LADDER

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Extensiónautómata ^

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PLC-MÁESTRO (BASE)

% 10.1 % 10.0Ir-

% Q0.1 %QW2:X0

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%Q0:1K1

120

ZLCN - PERÚ


SEGURIDAD E HIGIENE INDUSTRIAL Y AMBIENTAL


H.C.T.A.-5HIA j 1/5

CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD EN LA INSTALACIÓNDE CQNTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES

1. DESENERGIZACIÓN

El interruptor de potencia principal debeestar ubicado donde los operadores y elpersonal de mantenimiento puedan tenerun acceso fácil y rápido al mismo. Ade-más de desconectar la potencia eléctrica,todos las otras fuentes de alimentacióndeben desactivarse antes de trabajar enuna máquina o proceso controlado porun controlador.

Antes de instalar cualquier dispositivo deE/S deberá desconectarse la energía quealimenta al controlador y cualquier otrafuente adicional que alimente a los dispo-sitivos de campo en general.

2. CIRCUITOS DE SEGURIDAD

Los circuitos instalados en la máquina porrazones de seguridad, como finales decarrera de seguridad, botones pulsadoresde parada e interbloqueos, siempredeben ser cableados directamente al relé

de control maestro (MCR). Estos dispositi-vos deben ser cableados en serie, demanera que cuando cualquiera de ellosabra, el relé de control maestro se desacti-ve, desconectándose por lo tanto lapotencia a la máquina.

3, TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO

Si se determina que existen altas frecuen-cias de ruido en los equipos de distribu-ción (transformadores de potencia, cablesde energía, etc) o alrededor (motores,arrancadores, etc) será necesario aislar elPLC del sistema de Potencia en AC delcual se alimenta. En este caso se reco-mienda conectar un transformador aisla-dor que a la vez de aislar las perturbacio-nes existentes en la red, sirve como acon-dicionador de la tensión de la fuente de ali-mentación del PLC, donde por lo generales reductor, pudiendo en algunos casostenerla misma relación de tensión.

CABLES DE ENERGÍA

Fig. 1 Transformador aislador para un PLC

121

SEÑADZLCN - PERÚ



CONTROtISTA DE MAQUI'Y PROCESOS INDUSTRIAL!

FS]. L e a l

H.C.T.A.- SHIA

A un circuito de seguridad, se le acopla un transformador de aislamiento:

Fusibl. MCR

^r^—IhLa operación de cualquiera de estos contactosdesconectará la potencia de los circuitos de EJSexternos de controlador, parando el movimiento dela máquina,

Soten pulsador deparada de emergencia Final de carrera

T*•» de control maestro (MCR)

Fig. 2. Sistema de Seguridad

Este circuito tiene las siguientes características:

- Siempre que cualquier dispositivo de parada de emergencia (interruptor de para-da de emergencia, interruptor de posición de seguridad, etc.) es desconectado, laenergía suministrada a los dispositivos de campo de E/S queda interrumpida por des-conexión del relé de control principal, y por ende, desactivando todas las máquinas oaparatos eléctricos, siempre y cuando este no represente unpeligroa las personas oinstalaciones.

- Todos los dispositivos de parada de emergencia están conectados en serie para uncontrol desde diferentes puntos, y ubicados en lugares de fácil acceso para el opera-dor.

- Cuando retorna la energía de la red ante cortes inesperados, y al activar el circuito decontrol, no deberá arrancar automáticamente las máquinas por medida de seguri-dad. La inicialización deberá ser ejecutada por el operador y en forma manual.

SENAT1ZLCN - PERÚ



[CONTROUSTA DE MAQUINAS IMr PROCESOS INDUSTRIALES J

H.C.T.A.-SHIA 3/5

- Cuando gobierna la parada de emergencia desactivado E/S, una fuente de alimen-tación en DC deberá energizar a la CPU para no interrumpir su funcionamiento ypoder evaluar por el programa la causa que originó la falla, asimismo, observar lasindicaciones de diagnóstico.

- En el programa de usuario no debe figurar ningún componente del circuito de con-trol (interruptores de parada de emergencia y relés), ya que estos dispositivos sontransparentes al sistema controlado por el PLC.

4. Apantallamiento • <

El apantallamiento o blindaje es una forma de proteger a equipos o aparatos contra •diferentes tipos de interferencia de naturaleza magnética, eléctrica o electromagnéti-ca.

El apantallamiento de equipos se logra cuando se instalan los equipos en gabinetesmetálicos protegiendo contra señales perturbadoras que puádan existir fuera de ella.Porejemplo: transformadores, motores, conductores de energía, etc.

Las señales perturbadoras que ingresan a través de las líneas de señal provenientesde cables de energía, deberán derivarse a tierra pasando por el punto central ubica-do en el carril normalizado.

Fig.3.- Distancias mínimas permitidas entre el PLC,líneas de señal y equipos generadores de ruido.

5. Puesta a tierra

1 Carcasa, envoltura o montajede la máquina.

2 Canal o codo de tubo decableado.

a 2 20 mmb > 40 mm

Evite colocar debajo de losautómatas aparatos quegeneren calor (transformadores,alimentación, conmutadores depotencia,...).

Es imprescindible conectara tierra equipos o aparatos que contengan como parte desu diseño, dispositivos de estado sólido (semiconductores), debido a que cargas elec-trostáticas o señales eléctricas de interferencia producidas por diferente índole puedeperjudicarestos equipos.

Para ello es recomendable que se realicen conexiones a tierra de chasis o rack y lafuente de alimentación del PLC para cada controlador y sus unidades de expansión,así como también el gabinetes! lotuviera.

123

SEÑADZLCN - PERÚ



CONTROUSTA DE MAQUINA:Y PROCESOS INDUSTR,. .tES

H.C.T.A.-SHIA

En algunos casos, para una mejor puestaa tierra es necesario instalar un bus de tie-rra, que viene a ser una barra de cobrecolectora de todos las tomas o puntos cen-trales de tierra, sea del controlador o tam-bién de otros dispositivos eléctricos o elec-trónicos que requieren protección.

Todos los bus de tierra deberán conectar-se al pozo de tierra exclusivo para el PLCdonde su valor aceptable de resistencia esdel orden de 3 a 5D.

UNIDAD DE EXPANSIÓN

UNIDAD DE EXPANSIÓN

CONTROIADOR CENTRAL

PS CPU

PLACA BASE DEL GABINETE

Jí

:Vt 1 i loPOZO DETIERRA

_R-

Fig.4.- Sistemo de puesto a tierra de un gabinete con PLCs.

6. PROTECCIÓN DE SOBRETENSIÓN

Existen diversas cargas en el ámbitoindustrial que son fuente generadorade ruido y altas tensiones transitorias,así por ejemplo, tenemos:

ContactoresSelenoidesArrancadores de motores, etc.

Los dispositivos de carga inductiva pue-den requerir el uso de alguna forma desupresión de sobretensión para prote-ger los contactos de salida del contro-lador. El conectar cargas de salida sinsupresión de sobretensión puede redu-cir significativamente la duración decontactos de relé.

124

SENATIZLCN - PERÚ




H.C.T.A.-SHIA 5/5

La figura a continuación muestra el uso de dispositivos de supresión de sobretensión.

Supresión de $obretensión para dispositivo di carga CA inductiva

Dispositivo de salida Dispositivo de salida

RedRC

Supresión de sobretensión para dispositivo de carga CC inductiva

Dispositivo de solido

Diodo (también se puede usar unsupresor de sobretensión)

Métodos de protección de contactos para dispositivos de salida CA y CC inductivas.

Fig. 5. Dispositivos de Supresión de contodos para dispositivos de salida CA y CC inductivas.

Estos circuitos de supresión de sobreten-sión se conectan directamente a través deldispositivo de carga. Esto reduce losarcos de los contactos de salida. (Los fenó-menos tansitorios intensos pueden causararcos que se producen cuando se desacti-va un dispositivo inductivo). Los métodosde supresión de sobretensión apropiadospara dispositivos de carga de CA inducti-va incluyen un varistor, una red RC o unsupresor de sobretensión. Estos dispositi-vos deben tener una capacidad nominal

apropiada para suprimir los fenómenostransitorios de conmutación del dispositi-vo inductivo particular.

Para dispositivos de cargas de ce inducti-vas, un diodo es aceptable. Un diodo1 N4004 es aceptable para la mayoría delas aplicaciones.

Se recomienda colocar el dispositivo desupresión lo más cerca posible del dispo-sitivo de carga.

125

SeiMATlZLCN - PERÚ

HOJA Di TRABAJO

CONTROLISTA DE MAQUESY PROCESOS INDUSTRIALES

H.Tr.

EVALUACIÓN

1.- Las partes principales de un PLC, son:

a) Inferíase de salida, CPU yfuente

b) Módulo de entrada, fuentes rack y CPU

c) Fuente, procesadory módulos de entrada/salida.

d) Sensores, CPU, actuadores y memoria EEPROM.

E) Módulo de E/S discreta/fuente, módulo análogo.

2.- Las direcciones de los bits internos marcados en el mapa siguiente, son:

1514 13121110 9 8 7 6 5 4 3 2 1 O WORD~~ " o

12

254255

a) B 3:0/3 y 63:254/12b) B 3/19 y B3 / 4090c)B 3:0/3 y B3 : 254/11d)B3:0/3 y 83:256/10e)B3/20 ' y 83/4091

3.- Diseñar un sistema de mando para marcha y paro de un motor, con un solo pulsado

a) Usando la función contador del PLC Nanob) Usando la función DRUM CONTROLLER del PLC Nano

4.- Diseñar un sistema de mando, que cumpla el siguiente diagrama discreto:

5s

5.- Diseñar un sistema de mando, que cumple el siguiente diagrama discreto:O 8 11 25

- Después de 25 segundos, el motor para automáticamente.

SEÑADZLCN - PERÚ

HOJA DE TRABAJO

CONTROLISTA DE MAQUINAS ]Y PROCESOS INDUSTRIALES J

H.Tr. 2/5

6.- Mando silo-Faja transportadora:

• De un silo se puede cargar sobre una faja a un camión en cantidad definida dematerial.

• El pistón Zl controla la compuerta del silo.

• ElmotorMl mueve la faja transportadora.

• Siempre se puede poner en Stop el motor sobre el interruptor de emergencia SO ael relay de protección térmica Fl o el pulsadorOFF "SI ".

• EIS3 (seleccionador), puede poner el sistema en Manual o Automático.

Función Manual:

• Los sensores S4 y S5 no tienen influencia sobre el mando.

• No se debe activar ninguna señal acústica.

• El motarse puede poner en marcha sobre S2 y en Stop sobre SO y SI.

• H2 está prendido en esta posición.

• Salta F3 por el motor.

• S6 controla la apertura y el cierre del silo, la parada S1.

Función Automática: "í.

• Con S2 se pone en start la automática.

• Después de 2 seg. de seguridad debe empezar a correr el motor durante el tiempo. de espera y el que demora el motor en el arranque (5 seg. - Arranque -A); suena

una señal acústica (H1)

s» Luego de estos 7 segundos se apaga la señal acústica yse abre el silo.

> Si el camión está casi lleno, se cierra el silo y con SI se puede poner el motor en

stop.

127

SENATIZLCN - PERÚ

HOJA DE TRABAJO

CONTROLISTA DE MAQUEASY PROCESOS INDUSTRIAOS

H.Tr.

7.- Cruce de calles y vía férrea en diagonal, regulada por semáforos.

Dirección -A-

Sentido único deliren

Descripción del proceso

En condiciones normales (sin paso de tren), ambas direcciones se alternan regularmen.-te.de acuerdo con el esquema.

Cuando el tren activa el final de carrera de entrada (FCE), los semáforos pasarán al esta-do lógico de permitir el paso del tren. Al mismo tiempo se podrá:

• Cruzar los peatones todos los pasos.

• Girar los coches, atravesando los semáforos 6-3 y 5-4

Activado el final de carrera de salida (FQ), se reiniciará el ciclo pasados 15s.

NOTA: Hay que dar la posibilidad de que si al activar FCe los semáforos de una direc-ción están en verde, puedan pasar a ámbar y no directamente a rojo. Ver cuadro detiempos.

Se pide:

a) Diagrama o cuadro de tiempos.

b) Diagrama de conexión de captadores, y actuadores al PLC.

c) Programa Ladder.

128

SESSIATlZUCN - PERÚ

HOJA DE TRABAJO

CONTROLISTA DE MAQUINAS |Y PROCESOS INDUSTRIALES ]

H.Tr. 4/5

Diagrama de tiempos

Lectura:V = verdeA = ámbarR = rojoVp = verde peatonesRp » rojo peatonesGd = giro a derechas

129

SENATIZLCN - PERÚ

HOJA DE TRABAJO

CONTROLISTA DE MAQUII-"Y PROCESOS INDUSTRIAL,..

H.Tr.

• Motor de rotor en cortocircuito de dosvelocidades tipo Dahlander, coninversión de sentido de giro.

Se desea que dicho motor se atenga al

siguiente ciclo de funcionamiento:

1. Arranque a velocidad baja con giro

a izquierdas durante 10 s.

2. Paro de 2 s.

3. Giro a derechas a velocidad bajadurante 8 s.

4. Paro de 2 s.

5. Giro a derechas a alta velocidaddurante 15s.

6. Paro de 2 s.

7. Giro a izquierdas a alta velocidaddurante 1 2s.

8. Paro de 3 s.

9. Repetición del ciclo automática-

mente.

Accionando el pulsador de arranque, elciclo se repite indefinidamente hasta tantose accione el pulsador de paro. Los relés

térmicos por una sobreintensidad tambiénpueden detener el ciclo.

Se pide:

a) Esquema o circuito unifilar de potencia.

b) Diagrama de conexión de captadores yactuadoresal P.LC

c) Programa Ladder

3 - 60 Hz 380 VLectura:

K1 = Velocidad lenta a derecha.K2 = Velocidad lenta a izquierda.K5 - K3 = Velocidad rápida a derecha.K5 - K4 = Velocidad rápida a izquierda.

Entrada

vetoc.Lenta

130

SeiMATIZLCN-PERÚ

HOJA DE BIBLIOGRAFÍA

. ( H.BÍ. 1/1

CONTROLISTA DE MAQUINAS]


1. AUTOMATISMOS DE CONTROL

2. MANUAL DE ELECTRONEUMÁTICA

3. MANUAL DE ELECTRONEUMÁTICA

4. MANUAL DE MECÁNICA INDUSTRIAL

5. MANUAL DE PLC.

6. MANUAL DE PLC.

7. MANUAL DE PLC.

8. MANUAL DE PLC.

9. MANUAL DE PLC.

10. MANUAL DE PLC.

11. SISTEMAS DE CONTROL INDUSTRIAL.

12. PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA.

13! UDAS

Roldan V. Loria, José. Editorial Paraninfo

BOSH

FESTO

Gil Espinoza, Juan. Editorial Cultural.

Alien Bradley

General Electric

OMRON

SIEMENS

Telemecanique

Westinghouse

National Instruments

Pareja García, Jesús. McGraw - Hill

SENATI

131

—„«!,

PROPIEDAD INTELECTUAL DEL SENATI PROHIBIDASU REPRODUCCIÓN Y VENTA SIN LA AUTORIZACIÓN

CORRESPONDIENTE

CÓDIGO DE MATERIAL0071

EDICIÓNJUNIO 2004

Impreso en el Centro de impresión de IBM del Perú SAC

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Sistema de Control de Plc

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