Unidad 8: Automatización

Profesor: Ing. Israel Chaves Arbaiza

Curso: Electrónica Básica para Ing. Mecánica

Agenda

  • Historia
  • ¿Qué es un PLC?
  • Funcionamiento de un PLC
  • Características
  • Ventajas y desventajas
  • Estructura básica
  • Diagrama Escalera

Historia

  • El control automático, tiene su primer antecedente en el Regulador de Watt, en el 1774

  • El primer intento de reemplazar al hombre en las tareas de control se realizó a través de elementos mecánicos

  • Mecanismos como las válvulas de control, de nivel a flotante, permitieron al hombre dedicarse a estas tareas

¿Qué es un PLC?

  • Programable Logic Controller (Controlador Lógico Programable) es un dispositivo digital electrónico, con una memoria programable para el almacenamiento de instrucciones
  • Implementa funciones lógicas, secuenciales, temporizadas, de conteo y aritméticas
  • Utilizados en ambientes industriales donde la decisión y la acción deben ser tomadas en tiempo real
  • Son tanto controles lógicos como secuenciales o ambos a la vez
  • Ejemplo de datasheet

Funcionamiento de un PLC

  • Consta básicamente de un CPU, espacios de memoria y circuitos de entrada y salida de señales.
  • Internamente, el PLC corre 1 programa a la vez, de forma cı́clica. Este ciclo consta de los siguientes 3 pasos

Funcionamiento de un PLC

  • En el primer paso, el PLC toma los valores de cada una de las entradas (sensores) y los almacena en memoria
  • En el segundo paso, ejecuta el programa (una instrucción a la vez) donde dependiendo de la lógica indicada, y de los valores de las entradas almacenados; decide y calcula qué salidas activar ó apagar almacenando estos resultados en los espacios de memoria destinados para las salidas
  • En el tercer paso, es donde luego de los calculos, el PLC toma los valores almacenados para las salidas, y activa ó apaga las salidas (actuadores) según corresponda.

Características

  • Espacios reducidos
  • Procesos de producción periódicamente cambiantes
  • Procesos secuenciales
  • Maquinaria de procesos variables
  • Instalaciones de procesos complejos y amplios
  • Chequeo de programación centralizada de las partes del
    proceso

Ventajas

  • Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos
  • La lista de materiales queda sensiblemente reducida y economı́a del presupuesto
  • Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni añadir aparatos
  • Mı́nimo espacio del tablero
  • Economı́a de mantenimiento
  • Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo autómata
  • Menor tiempo para la puesta en funcionamiento
  • Si por alguna razón la máquina queda fuera de servicio, el autómata sigue siendo útil

Desventajas

  • Requiere un programador (alguien que sepa) para el PLC
  • Costo inicial elevado
  • Tener cuidado con Casarse con una marca
  • Sensores especializados requieren módulos aparte

Estructura básica

Estructura básica

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Estructura básica: Procesador

  • Cerebro del sistema
  • Ejecutar el programa realizado por el usuario
  • Administración de la comunicación
  • Ejecutar los programas de autodiagnósticos

El procesador necesita un programa escrito por el fabricante, llamado sistema operativo, comúnmente no accesible por el
usuario, grabado en una memoria ROM.

Estructura básica: Memoria

Capaz de almacenar y retirar información. Almacenan:

Datos del proceso:

  • Señales de entradas y salidas
  • Variables internas, de bit y de palabra.
  • Datos alfanuméricos y constantes.

Datos del control:

  • Instrucciones de usuario, programa
  • Configuración del autómata.

Estructura básica: Memoria de datos de proceso

Capaz de guardar información originada en el microprocesador incluyendo: tiempos, unidades de conteo y relés internos

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Estructura básica: Memoria de datos de control

Utilizada para guardar el programa

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PLC: Señales digitales

PLC: Señales analógicas

PLC: tipos

  • Compacto

  • Modular

Diagrama escalera (Ladder)

El Diagrama de Escalera, utilizado en automatización industrial para circuitos lógicos de control. Es uno de los métodos básicos y más utilizados para programar PLCs, ya que es una programación mucho más visual que los lenguajes de texto como C, BASIC, y otros.

Además, en los años 70’s cuando se incorporaron los PLC, ya se acostumbraba trabajar con diagramas de conexión de relés, los cuales son parecidos a un diagrama de escalera.

Ladder

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Ladder

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Ladder: NOT

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Ladder: AND

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Ladder: OR

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Ladder: ejemplo

Ladder: ejemplo 2

Simulador: PLC Fiddle

Enlace al simulador: PLC Fiddle

Ejemplo: Nivel de tanque

Ejemplo: Nivel de tanque