Transparencias del tema 16

Sistemas Automáticos - Tema 16
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Definición de autómata programable
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Campo de aplicación
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Arquitectura
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Principios básicos de funcionamiento
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Programación del autómata
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Un autómata programable (AP) , también llamado PLC
(Programmable Logic Controller) es:
◦ un sistema electrónico programable
◦ diseñado para ser utilizado en un entorno industrial,
◦ que utiliza una memoria programable para el almacenamiento
interno de instrucciones orientadas al usuario,
◦ para implantar unas soluciones específicas tales como funciones
lógicas secuencia
lógicas,
secuencia, temporización
temporización, recuento y funciones
aritméticas
◦ con el fin de controlar mediante entradas y salidas, digitales y
analógicas diversos tipos de máquinas o procesos.
(Según IEC 61131)
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4
Norma IEC 61131
`
`
Especifica las funciones que ha de tener un autómata
programable, y estandariza el modelo de software y los
lenguajes de programación para los equipos
Partes de la norma IEC 61131:
◦ Parte 1: Información general
◦ Parte 2: Especificaciones y ensayos
de los equipos
◦ Parte 3: Lenguajes de programación
◦ Parte 4: Guías de usuario
◦ Parte 5: Comunicaciones
5
Tecnología cableada
Tecnología programada
6
Tecnología cableada
Tecnología programada
`
Ventajas:
j
`
Ventajas:
j
`
Inconvenientes:
`
Inconvenientes:
`
Campo de uso:
◦ Simplicidad
◦ Aptos para personal poco cualificado
◦ Poco tiempo de reparación ante fallos
◦
◦
◦
◦
`
Ocupa mucho espacio
Poca flexibilidad
Mantenimiento costoso
No se adaptan a funciones de control
complejas
Campo de uso:
◦ Adecuados para problemas de
automatización sencillos
◦ Flexibilidad
◦ Ocupan poco espacio
◦ Mantenimiento sencillo
◦ Caros para aplicaciones sencillas
◦ Necesidad de personal cualificado
◦ Tiempo de reparación alto entre
fallos
◦ Su coste se compensa para
aplicaciones de complejidad
media/alta
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Complejidad de las aplicaciones y de los autómatas
Aplic
caciones
TSX Premium
S7-300
S7-400
S7-200
TSX Micro
Nº E/S
TSX Nano
46
300
2000
8
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Estructura típica de un autómata
9
Configuración del sistema de E/S
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Centralizadas
◦ Autómatas compactos y μautómatas (+ módulos)
◦ Autómatas modulares (+módulos y +bastidores)
`
Distribuidas
◦ Bus de campo
◦ Disminuyen los costes de instalación
(menos cableado)
◦ Aumentan la seguridad de la transmisión
(menos cables y transmisión digital de la
información)
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Comunicaciones
`
Buses de campo:
◦ AS-i
AS i
◦ PROFIBUS
◦ CANopen
`
Redes industriales:
◦ ETHERNET Industrial
◦ MODBUS
◦ Inalámbricas
x Wifi
x Bluetooth
x Zigbee
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Interfaces de entrada/salida
`
Establecen la comunicación entre CPU y proceso:
◦ Filtran, adaptan y codifican las señales de entrada
◦ Decodifican
D
difi
y amplifican
lifi
llas señales
ñ l d
de salida.
lid
Entradas estándar
◦ CC a 24 ó 48 VCC
Salidas estándar
◦ Por relé
◦ Estáticas por triac a 220 V (máx.)
◦ AC a 110 ó 220 VAC
◦ Colector abierto a 24 ó 48 VCC
◦ Analógicas de 0-10 V o 4-20 mA
◦ Analógicas de 0-10 V o 4-20 mA
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Estructura de la memoria del autómata
Memoria de p g
programa
Imagen
de
salidas
Imagen
de
entradas
IInterfaz
f
de
entradas
Sensores
Memoria de
Memoria de datos
Interfaz
de
salidas
Actuadores
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Ciclo de funcionamiento
Tensión
Comprobación del
sistema físico
(hardware)
Borrado de variables
internas
internas,
temporizadores y
contadores
Proceso inicial
Proceso común
Ejecución del programa y e/s de datos
Puesta a cero del
perro guardián
Comprobación de
conexiones y
memoria
Servicio a periféricos
externos
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Ciclo de funcionamiento
Ejecución del programa y e/s de datos
¿Comprobación
correcta?
NO
SÍ
Lectura del interfaz de
entrada
Ejecución del programa de
usuario
Indicador de
error
Escritura de la interfaz de
salida
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Ciclo de funcionamiento
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El modo habitual es la ejecución cíclica
En algunos casos son necesarios otros
modos:
`
Ej
ió controlada
t l d por ti
◦ Ejecución
tiempo
◦ Ejecución controlada por alarmas
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`
IL
Lenguajes literales
LD Entrada_Manual
OR Entrada_Automática
AND Desbloqueo
ST Funcionamiento
◦ Lista de instrucciones (Instruction List, IL)
◦ Texto estructurado (Structured Text, ST)
`
Lenguajes gráficos
LD
Entrada_01
IF Data = "EOF" THEN
FOR Index:=1 TO 128 DO
X:=Read_Data(Datenfeld[index]);
IF X > 2500 THEN Alarma:=TRUE;
END_IF;
END_FOR;
END_IF;
ST
◦ Diagrama de bloques funcionales (Function Block Diagram, FBD)
◦ Diagrama de escalera (Ladder Diagram, LD)
S_01
S_02
S_01
S_03
Manual
( )
LD
S_01
XOR
S_02
S_03
Tiempo_01
TON
Lámpara
T#12s400ms
FBD
Tiempo actual
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Metodología de diseño de sistemas secuenciales
`
`
El enfrentamiento a sistemas de automatización muy
complejos exige la adopción de una metodología.
L más
Las
á extendidas
did son:
GRAFCET
GRÁFico de Control de Etapa Transición
(IEC-60848)
GEMMA
Guía de Estudio de los Modos de Marcha y
Parada [ÆArrêts ]
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