Guía completa de PLC SIEMENS – TIA Portal

Guía completa de PLC SIEMENS – TIA Portal

1. Introducción al PLC y al entorno TIA Portal

• Qué es un PLC y cómo funciona.
• Componentes principales (CPU, módulos, entradas/salidas).
• Diferencia entre señales digitales y analógicas.
• Qué es el TIA Portal (entorno, versiones, compatibilidades).
• Creación de un nuevo proyecto.
• Configuración de hardwafre y simulación con PLCSIM.

1. Lenguajes de programación

• LADDER (diagrama escalera)
• FBD (diagrama de bloques de funciones)
• STL (lista de instrucciones)
• SCL (Structured Control Language, tipo texto estructurado)

3.   Conceptos fundamentales en LADDER

• Contactos (abiertos, cerrados)
• Bobinas (normales, negadas, retentivas)
• Variables de entrada, salida y memoria (I, Q, M)
• Cíclo de escaneo del PLC (lectura, ejecución, actualización)
• Operaciones lógicas básicas (AND, OR, NOT)

1. Temporizadores (Timers)

• Qué son y cómo funcionan
• Tipos de temporizadores:

• TON (retardo a la conexión)
• TOF (retardo a la desconexón)
• TP (pulso)

• Parámetro y tiempos (PT, IN, Q, ET)
• Ejemplos prácticos:

• Arranque retardo de un motor
• Luz que permanece encendida por 10s

1. Contadores (Counters)

• Qué son y para qué sirven
• Tipos de contadores en Siemens:

• CTU (contador ascendente)
• CTD (contador descendente)
• CTUD (ascendente/descendente)

• Parámetros (CU, CD, R, PV, CV, Q)
• Ejemplos prácticos:

• Contar piezas en una banda transportadora
• Reiniciar el conteo con botón RESET

• Cómo insertarlos en el diagrama escalera

1. Comparadores y operaciones aritméticas

• <, >, ≤, ≥, =, ≠
• ADD, SUB, MUL, DIV
• Ejemplo:

• Activar alarma si temperatura >80°
• Calcular promedio de lecturas

1. Memorias y marcas

• Qué son (bits M)
• Cómo usarlas para retener valores
• Memorias retentivas y no retentivas
• Ejemplo:

• Mantener estado de una lámpara tras reinicio

1. Bloques de programa

• Main (OB1)
• FB (Function Block)
• FC (Function)
• DB (Data Block)
• Diferencias y cómo organizarlos
• Ejemplo:

• Modularizar un programa por secciones

1. Entradas y salidas analógicas

• Qué son y cómo configurarlas
• Escalado de señales (0-10V, 4-20mA)
• Ejemplo:

• Leer un sensor de temperatura y mostrarlo en el HMI

1. Comunicación y redes

• PROFINET
• PROFIBUS
• Modbus TCP (básico)
• Enlaces entre PLC y HMI)

1. HMI y visualización

• Creación de pantallas HMI en TIA Portal
• Elementos básicos:

• Botones
• Indicadores
• Displays

• Asociación de variables
• Ejemplo:

• Interfaz para controlar un motor y ver su estado

1. Diagnóstico y simulación

• Uso de PLCSIM
• Monitoreo de variables online
• Fuerza de señales (force)
• Búsqueda de errores comunes

1. Ejercicios prácticos

• Control de arranque-paro de motor
• Ciclo de tres motores secuenciales
• Contador de piezas con alarma de sobreproducción
• Sistema de semáforo automático
• Simulación con PLC virtual

CAPÍTULO I

Introducción al PLC y al entorno TIA Portal

1. ¿Qué es un PLC?

Un PLC (Programmable Logic Controller), es un dispositivo electrónico diseñado para automatizar procesos industriales.

Su función principal es leer señales de entrada, procesarlas mediante un programa lógico y activar salidas.

Prácticamente, es el cerebro de la máquina:

[pic 1]

1. Estructuras básicas de un PLC

1. Señales: Digitales vs Analógicas

1. Ciclo de escaneo del PLC

1. Leer entradas (Inputs): Revisa el estado de todos los sensores y botones.
2. Ejecutar el programa: Analiza la lógica LADDER y determina qué salidas deben cambiar.
3. Actualizar salidas (Output): Enciende o apaga los actuadores según el resultado del programa
4. Comunicaciones y tareas del sistema: Envía/recibe datos, diagnostica, etc.

Este ciclo se repite continuamente mientras el PLC está en modo RUN.

1. ¿Qué es TIA Portal?

TIA Portal (Totally Integrated Automation Portal) es el software de SIEMENS que permite programar, configurar y simular los controladores PLC, las pantallas HMI y los variadores de frecuencia.

Sus funciones:

• Crear y programar proyectos de automatización.
• Configurar hardware y redes (PROFINET, PROFIBUS).
• Programar en LADDER, FBD, STL o SCL.
• Diseñar interfaces gráficas HMI.
• Simular el PLC con PLCSIM.

1. Creación de un proyecto nuevo en TIA Portal

Pasos básicos:

1. Abre TIA Portal 🡪 selecciona “Crear nuevo proyecto”
2. Escribe el nombre del proyecto
3. En el árbol de proyecto, haz clic en “Agregar nuevo dispositivo”
4. Selecciona la familia de PLC. Ejemplo: S71200 y el modelo CPU1214 AC/DC/RLY
5. Checar el número. Ejemplo: 6ES7214-1BG40-0XBO4
6. Una vez agregado, entra a la vista de dispositivos (Device view) para ver el PLC en pantalla.
7. Crea un nuevo bloque de programa Main (OB1)
8. Selecciona el lenguaje de programación LAD (Ladder)

1. Simulación con PLCSIM

PLCSIM es una herramienta que permite simular el PLC.

Cómo usarlo:

1. Abre el proyecto en TIA Portal.
2. En el menú, selecciona “Simular PLC (PLCSIM)”.
3. Arranca la simulación y pon el PLC en modo RUN.
4. Monitorea el programa y observa como cambian las variables al activar entradas virtuales.

Se recomienda para probar la lógica Ladder.

1. Recomendaciones iniciales

• Guardar el proyecto con frecuencia
• Usar comentarios en cada segmento de la Ladder
• Nombrar las variables de forma clara (ej. I0.0_BotonStart)
• Mantén un orden lógico en el programa (por bloques o segmentos)
• Usa simulación antes de subirlo al PLC físico

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CAPÍTULO II

Introducción al PLC y al entorno TIA Portal

1. ¿Qué es la norma IEC 61131-3?

La IEC 61131-3 es la normativa internacional que define los lenguajes estándar usados para programar PLCs.

Establece cómo se debe estructurar, documentar y ejecutar un programa de control industrial.

Los lenguajes principales definidos por esta norma son:

• LAD (Ladder Diagram): Diagrama escalera
• FBD (Function Block Digagram): Diagrama de bloques de función.
• STL (Statement List): Lista de istrucciones
• SCL (Structured Control Language): Lenguaje Estructurado (tipo texto)
• GRAPH/GRAFCET: Secuencial (proceso por etapas)

1. Lenguaje LADDER (LAD)

El diagrama escalera se basa en símbolos eléctricos, como si fuera un circuito de relevadores.[pic 2]

Se compone de:

• Contactos 🡪 simulan entradas (botones, sensores)
• Bobinas 🡪 simulan salidas (luces, motores)
• Redes (Networks) 🡪 cada línea representa una pequeña parte de la lógica

|----[ I0.0 ]----[ I0.1 ]----( Q0.0 )----|

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