Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Bahía Blanca Departamento de Ingeniería Eléctrica Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Bahía Blanca Departamento de Ingeniería Eléctrica PLC INTRODUCCIÓN PLC - INTRODUCCIÓN DESARROLLO ¾ EVOLUCIÓN.¾ARQUITECTURAS DE HARDWARE.¾INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN.¾PRÁCTICA DE PROGRAMACIÓN.- 3 PLC - INTRODUCCIÓN BIBLIOGRAFÍA ¾ AUTÓMATAS PROGRAMABLES.JOSEP BALCELLS – JOSÉ LUIS ROMERAL MARCOMBO – 2000.¾ MANUALES.¾ SIMATIC S7-200.¾ SIMATIC S7-300 S7-400.- 4 PLC - INTRODUCCIÓN > DENOMINACIÓN.> AUTÓMATA PROGRAMABLE.> AUTÓMATA PROGRAMABLE INDUSTRIAL.> AUTÓMATA INDUSTRIAL.> CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE.SIEMENS > P L C.SIMATIC S7-200 SF I0.0 Q0.0 RUN I0.1 Q0.1 STOP I0.2 Q0.2 I0.3 Q0.3 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 I0.6 I0.7 Micro PLC 212 PLC - INTRODUCCIÓN • DEFINICIÓN • Un controlador programable (PLC), es una microcomputadora robusta, para aplicación en sistemas de control industrial. • FUNCIÓN • Los PLC´s se desarrollaron para reemplazar dispositivos electromecánicos tales como: – RELAYS – TIMERS – COUNTERS Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Bahía Blanca Departamento de Ingeniería Eléctrica BOTONERAS SENSORES LÍMITES DE CARRERA SOLENOIDES LÁMPARAS CONTACTORES Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Bahía Blanca Departamento de Ingeniería Eléctrica TABLERO ELECTROMECÁNICO Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Bahía Blanca Departamento de Ingeniería Eléctrica CONDICIONES PARA REEMPLAZAR AL TABLERO ELECTROMECÁNICO •ESTADO SÓLIDO PARA REEMPLAZO DE COMPONENTES •ROBUSTO ADAPTADO A AMBIENTE INDUSTRIAL •FLEXIBLE FÁCIL ADAPTACIÓN A DISTINTAS APLICACIONES LÓGICA PROGRAMADA EN REEMPLAZO DE LÓGICA CABLEADA •SIMPLE •REUTILIZABLE ORIENTADO A CUADROS TÉCNICOS LARGA VIDA ÚTIL Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Bahía Blanca Departamento de Ingeniería Eléctrica BOTONERAS SOLENOIDES SENSORES LÁMPARAS LÍMITES DE CARRERA CONTACTORES PLC - INTRODUCCIÓN EVOLUCIÓN 60´s PRIMERA APLICACIÓN DE LOS PLC´s. OBJETIVO: DISMINUIR EL COSTO DE REEMPLAZAR LOS SISTEMAS DE CONTROL A RELÉS COMPLEJOS BEDFORD ASSOCIATES PROPUSO EL DENOMINADO MODULAR DIGITAL CONTROLLER – MODICON PARA FABRICACIÓN DE AUTOMÓVILES PRIMER PLC OTRAS PROPUESTAS FUERON ESQUEMAS BASADOS EN MINICOMPUTADORAS – PDP - 8.- PLC - INTRODUCCIÓN EVOLUCIÓN 60´s PRIMER MODICON PLC - INTRODUCCIÓN EVOLUCIÓN 60´s MINICOMPUTADORA PDP8 PLC - INTRODUCCIÓN 70´s LA TECNOLOGÍA MIGRA HACIA MÁQUINAS DE ESTADO SECUENCIALES Y TECNOLOGÍA BIT-SLICE – AMD2901 ADOPTADO POR MODICON.CUANDO LOS MICROPROCESADORES ALCANZARON LA POTENCIA SUFICIENTE SE COMENZARON A APLICAR EN LOS PLC´s.- EN 1973 COMIENZAN A IMPLEMENTARSE LAS PRIMERAS COMUNICACIONES ENTRE PLC´s. EL DESARROLLO DEL PRIMER SISTEMA LO REALIZÓ MODICON ( MODBUS ).- PLC - INTRODUCCIÓN 70´s SE DESARROLLAN LAS PRIMERAS INTERFACES ANALÓGICAS.LA CARENCIA DE ESTANDARIZACIÓN Y EL CAMBIO PERMANENTE DE TECNOLOGÍA PRODUJERON DIVERSIDAD DE PROTOCOLOS Y REDES FÍSICAS INCOMPATIBLES 80´s PRIMER INTENTO HACIA LA ESTANDARIZACIÓN DE LAS COMUNICACIONES CON EL PROTOCOLO MAP – MANUFACTURING AUTOMATION PROTOCOL DE GM.- PLC - INTRODUCCIÓN 80´s ¾ APLICACIÓN DE MICROPROCESADORADORES Y MICROCONTROLADORES A PLC´s.¾REDUCCIÓN DRÁSTICA DE TAMAÑO.¾INCREMENTO EN LA VELOCIDAD DE PROCESAMIENTO ¾INTRODUCCION DE LA PROGRAMACIÓN GRÁFICA SIMBÓLICA SOBRE PC EN REEMPLAZO DE LAS TERMINALES DEDICADAS.- PLC - INTRODUCCIÓN 90´s ¾ACTUALIZACIÓN DE LOS PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES QUE PREVALECIERON DE LOS ´80´s ¾ESTANDARIZACIÓN DE LOS LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN ( IEC 1131-3 ) * * * * CONTACTOS LISTADO DE INSTRUCCIONES BLOQUES FUNCIONALES C ¾REEMPLAZO DE PLC CON PC EN ALGUNAS APLICACIONES PLC - INTRODUCCIÓN 2.- CONSTITUCIÓN Los módulos de entrada traen las señales de campo La Unidad Central de Proceso genera decisiones Los módulos de salida controlan los dispositivos de campo Módulo de Entrada Unidad Central de Procesamiento (CPU) Módulo de Salida PLC - INTRODUCCIÓN ARQUITECTURA GENÉRICA DE LOS PLC’s PLC - INTRODUCCIÓN CRITERIOS BÁSICOS DE CLASIFICACIÓN - COMPACTO CONSTRUCCIÓN - MODULAR - COMPACTO / MODULAR CANTIDAD DE ENTRADAS Y SALIDAS - NANO PLC - MICRO PLC - PLC MODULARES - FUNCIONES BÁSICAS CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO - FUNCIONES MATEMÁTICAS - LAZOS - CONTADORES RÁPIDOS - COMUNICACIONES PLC - INTRODUCCIÓN FAMILIA SIEMENS S-5 PLC - INTRODUCCIÓN FAMILIA SIEMENS S-5 S5-115 MODULAR S5-95 COMPACTO S5-90 COMPACTO PLC - INTRODUCCIÓN PANEL FRONTAL S5 - 95 U PLC - INTRODUCCIÓN CPU 115-U CON INTERFACES PLC - INTRODUCCIÓN CPU 115-U - ESQUEMA PLC - INTRODUCCIÓN FAMILIA SIEMENS S-7 PLC - INTRODUCCIÓN FAMILIA SIEMENS S7 SIMATIC S7-400 SIMATIC S7-300 SIMATIC S7-200 MODULAR GAMA MEDIA GAMA ALTA MODULAR GAMA BAJA MICROPLC COMPACTO PLC - INTRODUCCIÓN FAMILIA SIEMENS S7 -200 S7-212 S7-215 S7-214 PLC - INTRODUCCIÓN FAMILIA S-7 / 200 S7-221 S7-224 S7-222 S7-226 PLC - INTRODUCCIÓN FAMILIA S-7-200 SALIDAS ALIMENTACIÓN SELECTOR DE MODOS CONECTOR PARA MÓDULOS POTENCIOM. ANALÓGICO S7-222 INTERFACE DE PROGR. ENTRADAS ALIM.SENSORES 24 V. /180mA PLC - INTRODUCCIÓN FAMILIA S-7-300 PLC - INTRODUCCIÓN FAMILIA S-7-300 INTERFACE DE COMUNICACIONES PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS DIGITALES TIPOS PULSADOR FIN DE CARRERA MÓDULOS EXTERNOS PRESOSTATO SENSOR DE PROXIM. INCORPORADAS INCORPORADAS ANALÓGICAS MÓDULOS EXTERNOS ESPECIALES INCORPORADAS MÓDULOS EXTERNOS INTELIGENTES SEÑALES V/I NORM. TERMOCUPLAS RTD (PT100) STRAIN GAGE INTERRUP. ALARMAS HSC SALIDAS PWM CO-PROCESADOR (matemático) COMUNICACIONES REDES PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS ENTRADAS DIGITALES SEÑALES DE CAMPO ACONDICIONADOR DE SEÑAL INDICADOR DE ESTADO AISLACIÓN LÓGICA MEMORIA IMAGEN DE ENTRADAS PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS ENTRADAS DIGITALES PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS •TENSIÓN NOMINAL •NIVELES ON / OFF EJEMPLO ENTRADAS = 8 Vin = 18 A 30 Vdc •POLARIDAD NPN O PNP V ALIMENTACIÓN = EXTERNA •AISLACIÓN GALVÁNICA V. MÁX OFF = 3 V. •TIEMPO DE RESPUESTA V. MÍN ON = 16 V. I. MÁX = 20 mA. CONSUMO = 120 mA. TIEMPO RESP. = 10 ms. PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS ENTRADAS DIGITALES INCORPORADAS TERMINALES DE CONEXIÓN DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE CONEXIÓN PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS SALIDAS DIGITALES MEMORIA IMAGEN DE SALIDAS AISLACIÓN INDICADOR DE ESTADO CONEXIÓN (RELÉ,TRIAC,TRANSISTOR PROTECCIÓN CARGA PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS SALIDAS DIGITALES INCORPORADAS TERMINALES DE CONEXIÓN DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE CONEXIÓN PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS DIRECCIONAMIENTO DE ENTRADAS 39 PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS DIRECCIONAMIENTO DE SALIDAS 40 PLC - INTRODUCCIÓN ENTRADAS Y SALIDAS.MÓDULOS EXTERNOS.• AGREGAN E / S ANALÓGICAS Y DIGITALES.• LA CANTIDAD DE MODULOS PERMITIDA DEPENDE DEL TIPO DE CPU.- PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS MÓDULOS EXTERNOS CONEXIÓN A LA CPU PLC - INTRODUCCIÓN MÓDULOS EXTERNOS.- PLC - INTRODUCCIÓN MÓDULOS EXTERNOS.- PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS MÓDULOS EXTERNOS.- PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS SALIDAS DIGITALES PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS •TIPO TRANSISTOR (DC) TRIAC (AC) RELÉ (DC /AC) •CORRIENTE POR SALIDA POR MÓDULO •NIVELES ON / OFF •POLARIDAD NPN O PNP •AISLACIÓN GALVÁNICA •TIEMPO DE RESPUESTA •PROTECCIÓN PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS ENTRADAS ANALÓGICAS •TENSIÓN 0-10V ±10V •CORRIENTE 0 - 20 mA 4 - 20 mA •TERMOCUPLAS (TIPO) PT100 •RTD´S PT500 PT1000 •TACÓMETROS •RESOLUCIÓN / ACTUALIZACIÓN •MULTIPLEXADO SALIDAS ANALÓGICAS •POSICIONADORES DE VÁLVULAS •CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS ENTRADAS ANALÓGICAS SEÑALES DE CAMPO ACONDICIONADOR DE SEÑAL MULTIPLEXADO CONVERSIÓN A / D AISLACIÓN MEMORIA IMAGEN DE ENTRADAS PLC - INTRODUCCIÓN DIRECCIONAMIENTO E / S ANALÓGICAS 49 PLC - INTRODUCCIÓN MÓDULO DE ENTRADAS ANALÓGICAS PLC - INTRODUCCIÓN MÓDULO DE ENTRADAS ANALÓGICAS PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS SALIDAS ANALÓGICAS MEMORIA IMAGEN DE SALIDAS BUFFER AISLACIÓN MULTIPLEXADO CONVERSIÓN D /A MULTIPLEXADO CAMPO PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS MÓDULO DE SALIDAS ANALÓGICAS PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS MÓDULO DE ENTRADAS DIGITALES PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS MÓDULO DE SALIDAS DIGITALES PLC - INTRODUCCIÓN 3.- ENTRADAS y SALIDAS MÓDULOS ESPECIALES •ENCODERS •SALIDA DE PULSOS PWM •POSICIONAMIENTO •COPROCESADORES •MODEM •REDES PLC - INTRODUCCIÓN INTERCONEXIÓN PLC´s - PC Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Bahía Blanca Departamento de Ingeniería Eléctrica DESDE EL CAMPO MEMORIA CONSOLA DE PROGRAM. CPU SIST.OPERATIVO PROGRAMA IMAGEN ENT. IMAGEN SAL. TEMPORIZADORES CONTADORES HACIA EL CAMPO HMI PLC - INTRODUCCIÓN 4.- INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN.CICLO BASE DE FUNCIONAMIENTO.- ESCRIBIR SALIDAS DIAGNOSTICAR CPU LEER ENTRADAS PROCESAR PROGRAMA PROCESAR MENSAJES PLC - INTRODUCCIÓN 4.- INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN.ESTRUCTURA DE PROGRAMAS BEGIN MEND SUBR. # 0 PROGRAMA PRINCIPAL SE EJECUTA UNA VEZ POR CICLO.- RET SUBR. # n RET INT # 0 RET I INT # 0 RET I OPCIONAL PLC - INTRODUCCIÓN LENGUAJE STEP 5 / 7 SISTEME TECHNISCHE ELEMENTE EDITORES PROGRAMIERUNG LADDER •CONTACTOS •LISTADO DE INSTRUCCIONES KOP (KOntakt Plänen) LISTING AWL (AnWeisungs Listen) •GRAFCET (GRAFique de Commandos ÉlectroTechniques) •F U P ( FUnktions Plänen ) ANÁLISIS DE SISTEMAS DIAGRAMAS DE FLUJO.- PLC - INTRODUCCIÓN CIRCUITO ELÉCTRICO FUP LADDER - KOP LD A AWL LD A OLD = I 0.0 I 0.1 I 0.2 I 0.3 Q 0.0 PLC - INTRODUCCIÓN 4.- INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN.CLASIFICACIÓN INSTRUCCIONES KOP •COMBINACIONES DE CONTACTOS •TEMPORIZADORES •CONTADORES •OPERACIONES LÓGICAS •OPERACIONES ARITMÉTICAS •INTERRUPCIONES •SUBRUTINAS •CONVERSIONES •MOVIMIENTO DE DATOS PLC - INTRODUCCIÓN AMBIENTE DE PROGRAMACIÓN PLC - INTRODUCCIÓN FAMILIA SIEMENS S7- 200 PLC - INTRODUCCIÓN RELÉS PROGRAMABLES.- PLC - INTRODUCCIÓN PRODUCTOS SCHNEIDER NANO MICRO PLC - INTRODUCCIÓN FAMILIA SIEMENS S-5 PLC - INTRODUCCIÓN VISUALIZADOR DE TEXTOS SIEMENS TD - 200