Introducción al Control Industrial Autómatas Programables 1 ISAISA-UMH Índice Introducción z Definición z Antecedentes históricos Topología de los sistemas de control Tipos de sistemas de control El Autómata Programable ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 2 Definición de Control Se puede definir control como “la manipulación indirecta de las magnitudes de un sistema llamado planta a través de otro sistema llamado sistema de control, para que su comportamiento sea el deseado” OPERADOR SISTEMA DE CONTROL CONSIGNAS PLANTA SEÑ SEÑALES DE CONTROL ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial RESPUESTA 3 Ejemplos “Pitch” Control Control de Velocidad/ Posición ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 4 Antecedentes Históricos sistemas de control ⇒ Revolución industrial finales del siglo XIX y principios del XX. Sistemas Electromecánicos. z A partir de los años 50 ⇒ semiconductores y los primeros circuitos integrados. Sustituirían las funciones realizadas por los relés. z A principios de los 70, PLCs incorporan el microprocesador. Económico, robusto, flexible y fácilmente modificable z Primeros ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 5 Índice Introducción z Definición z Antecedentes históricos Topología de los sistemas de control Tipos de sistemas de control El Autómata Programable ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 6 Topología de Control Lazo Abierto z Sistema de control no recibe información del comportamiento de la planta SISTEMA DE CONTROL SEÑALES DE CONSIGNAS PLANTA ACCIONAMIENTOS SEÑALES DE CONTROL SENSORES ENERGIA Elementos de señal Elementos de potencia ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 7 Topología de Control Lazo Cerrado z Existe una realimentación a través de los sensores desde la planta hacia el sistema de control. ENERGIA SEÑ SEÑALES DE CONSIGNA ENTRADAS SISTEMA DE CONTROL SALIDAS ACCIONAMIENTOS PLANTA RESPUESTA SEÑ SEÑALES DE CONTROL INTERFACES SENSORES REALIMENTACIÓ REALIMENTACIÓN Elementos de señ señal ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial Elementos de potencia 8 Ejemplo de Sistema de Control ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 9 Índice Introducción z Definición z Antecedentes históricos Topología de los sistemas de control Tipos de sistemas de control El Autómata Programable ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 10 Tipos de Sistemas de Control Según el tipo de señales que intervienen en la planta a controlar: z Sistemas de Control Analó Analógicos: gicos: z z Sistemas de Control Digitales: Digitales: z z Señ Señales muestreadas (computador). Utilizan conversores A/D, D/A Sistemas de Control Secuenciales Discretos: Discretos: z z Señ Señales de tipo continuo (presió (presión, temperatura, velocidad, etc.) Señ Señales binarias (todo o nada) só sólo pueden representar dos estados o niveles. Controlador Ló Lógico (PLC) Sistemas de Control Hí Híbridos ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial Ejemplo Sistema Secuencial ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 11 Ejemplo Sistema Secuencial Descripción del sistema: z z z z z z z z MP, motor principal que mueve la estructura (en dos direcciones izquierda y derecha). MC, motor que mueve los cepillos de limpieza. MV, motor del ventilador de aire, para secado del coche. XV, Una electroválvula, que permite la salida del líquido de limpieza. S1 y S2, dos finales de carrera (interruptores), que detectan cuando la estructura llega al final de su movimiento. S3, un sensor que detecta la presencia del vehículo. M, botón de marcha. P, botón de parada de emergencia ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial Tipos de Sistemas de Control Según el sistema a controlar: z Productos z Sistema z Procesos industriales: finales con una funció función determinada Industriales: z Conjunto de acciones de má máquinas coordinadas para obtener un producto ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 14 Tipos de Controladores Lógicos Cableados Combinacionales Programables Sin Unidad Operativa Asíncronos Secuenciales Cableados Síncronos Programables Con Unidad Lógica Autómatas Programables Con Unidad Operativa Con Unidad Aritmético-Lógica Computadores Industriales Microcontroladores ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 15 Tipos de Controladores Lógicos Sin Unidad Operativa Combinacionales Cableados Programables Asíncronos Secuenciales Cableados Síncronos Programables Con Unidad Operativa Con unidad Lógica Con unidad Aritmético-Lógica Autómatas Programables Computadores Industriales Microcontroladores ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 16 Tipos de Controladores Lógicos Sin Unidad Operativa Combinacionales Cableados Programables Asíncronos Secuenciales Cableados Síncronos Programables Con Unidad Operativa Con unidad Lógica Con unidad Aritmético-Lógica Autómatas Programables Computadores Industriales Microcontroladores ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 17 Tipos de Controladores Lógicos Sin Unidad Operativa Combinacionales Cableados Programables Asíncronos Secuenciales Cableados Síncronos Programables Con Unidad Operativa Con unidad Lógica Con unidad Aritmético-Lógica Autómatas Programables Computadores Industriales Microcontroladores ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 18 Tipos de Controladores Lógicos Sin Unidad Operativa Combinacionales Cableados Programables Asíncronos Secuenciales Cableados Síncronos Programables Con Unidad Operativa Con unidad Lógica Con unidad Aritmético-Lógica Autómatas Programables Computadores Industriales Microcontroladores ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 19 Tipos de Controladores Lógicos Sin Unidad Operativa Combinacionales Cableados Programables Asíncronos Secuenciales Cableados Síncronos Programables Con Unidad Operativa Con unidad Lógica Con unidad Aritmético-Lógica Autómatas Programables Computadores Industriales Microcontroladores ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 20 Características Lógica Cableada Lógica Programada Flexibilidad Baja Alta Posibilidad de ampliación Baja Alta Muchas Pocas Conexiones y cableado exterior Tiempo de desarrollo del sistema Mantenimiento Mucho Poco Difícil Fácil Herramientas de simulación No Si Coste para pequeñas series Alto Bajo Difícil Fácil Estructuración en bloques ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 21 Índice Introducción z Definición z Antecedentes históricos Topología de los sistemas de control Tipos de sistemas de control El Autómata Programable ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 22 El Autómata Programable z z z z z z Actú Actúa de UNIDAD DE CONTROL Incluye total o parcialmente las interfaces con las señ señales de la planta (niveles de tensió tensión e intensidad industriales, transductores y perifé periféricos electró electrónicos) Programable por el usuario Entradas: señ señales de consigna y de realimentació realimentación Salidas: señ señales de control Hardware está estándar y modular (mó (módulos interconectables, interconectables, configurar sistema a la medida de las necesidades) ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 23 Caracterización de los PLCs z Unidad Central z Capacidad de memoria z Capacidad de entradas y salidas digitales z Modularidad z Módulos específicos de entradas/salidas z Capacidad de interrupción z Recursos de comunicaciones z Interfaz hombre-máquina z Protección y seguridad z Lenguajes de Programación ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial 24 Siemens Simatic Logos S7-200 S7-300 S7-400 ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial Siemens S7-200 ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial Siemens S7-300 ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial Siemens S7-400 ISAISA-UMH Introducció Introducción al Control Industrial