Investigacion De Plc

Introducción:

El continuo avance de las ciencias y el desarrollo tecnológico en el campo industrial se aceleran cada día más, el Área de Control es de vital importancia en todo proceso. Con el creciente uso de controladores electrónicos el avance de la automatización y las exigencias de control a nivel industrial, nace la idea de la creación de los Controladores Lógicos Programables (PLC). Los Empresarios ven en los PLC un medio para aumentar la productividad a un bajo costo, ya que realizan una maximización de todos los equipos y un control total de todas las operaciones donde son utilizados, minimizando los errores de los operarios. Un PLC sencillo que realiza pocas operaciones es un equipo muy sofisticado, por esta y muchas otras razones se puede observar la gran importancia del conocimiento del funcionamiento de estos, en beneficio de las personas e instituciones que los utilizan.

Definición de un PLC:

(Programmable Logic Control). Control Lógico programable. Autómata industrial o en castellano A.P.I. Dispositivo que mediante programa lógico de contactos o “ladder”, realiza secuencias de múltiples índoles, tales como señales digitales o analógicas, protocolos rs232, Ethernet, profibus,as-i, etc… Se divide su funcionamiento en entradas (pulsadores, señales varias, etc.) y salidas digitales o analógicas (válvulas, motores, relés, etc.).

CPU del PLC:

UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO ( CPU ).

El CPU es el encargado de procesar los datos de acuerdo a una lógica preestablecida y ejerce control sobre el flujo de información. El CPU está constituido básicamente por:

- El Sistema Procesador.

- El Sistema de Memoria.

- La Fuente de Poder.

Las relaciones entre las secciones que forman CPU:

El sistema procesador interactúa continuamente con el Sistema de Memoria para interpretar y ejecutar el programa de aplicación que controla a la máquina o proceso, mientras que la fuente de poder provee todos los niveles de voltaje necesario para asegurar una operación apropiada de todos los componentes del CPU.

Memoria:

Unidad de Memoria:

La unidad de Memoria tiene la función de almacenar programas y datos.

Estructura Básica de la Memoria:

La memoria de un Autómata o Controlador Programable puede ser visualizada como un arreglo bidimensional de celdas de almacenamiento donde cada una guarda una simple pieza de información en la forma de un cero o de un uno. El nombre que recibe la información almacenada en cada celda se le llama BIT.El funcionamiento del Procesador será más eficiente si maneja un grupo de bits cuando transfiere datos a y desde la memoria. Un grupo de bits manejados simultáneamente reciben el nombre de Byte.

Organización de la Memoria:

El mapa de memoria muestra no solamente lo que se guarda en ella, sino cosas que de acuerdo con su nombre están almacenadas allí. Es muy difícil que dos PLC de diferentes marcas tengan el mismo mapa, se puede generalizar ya que todos los Autómatas Programables tienen los mismos requerimientos de almacenamiento. Las memorias del Ejecutivo, son una colección permanente de programas los cuales son considerados partes del mismo controlador. Y la de Apuntes la cual es de almacenamiento temporal usado por el CPU para guardar pequeñas magnitudes de datos para cálculos internos o de control. Son inaccesibles al usuario, por lo que pueden considerarse como una sola, llamándose Memoria del Sistema. De igual forma las memorias del Programa de Aplicación y de la Tabla de Datos son accesibles por el programador, pudiéndose considerar como una sola, llamándose Memoria de Aplicación.

Tipos de Memorias:

Los requerimientos de almacenamiento y extracción no son los mismos para la memoria ejecutiva, para la memoria de apuntes, para la memoria de aplicación, o para la memoria de la tabla de datos; por lo que es necesario utilizar diferentes tipos físicos de memoria para algunas de ellas.

Aunque existen diferentes tipos de memoria, ellas pueden clasificarse básicamente en dos tipos: volátil y no-volátil.

Las memorias de tipo volátil son aquellas que pierden su contenido cuando les falta el suministro de energía eléctrica, por lo que requieren de un sistema de respaldo que normalmente es una batería eléctrica. Su contenido puede ser fácilmente alterado o modificado.

Las memorias de tipo no-volátil mantienen su contenido aunque se produzca una falta de suministro de energía eléctrica, sin necesidad de una batería para el respaldo.

A continuación se describirán varios tipos de memoria

ROM: (Read-Only Memory). Está memoria está diseñada para almacenar permanentemente un programa el cual no se puede alterar bajo circunstancias ordinarias. En ella no se producen cambios debido a fallas de energía eléctrica.

RAM: (Random Access Memory). Es una memoria del tipo Lectura/Escritura, ya que la información puede ser escrita o leída. este tipo de memoria es del tipo volátil.

PROM: (Programmable Read-Only Memory). Es clasificada como del tipo no-volátil, una vez programada no puede ser borrada o alterada. Cualquier cambio en el programa requiere de una nueva memoria PROM.

EPROM: (Erasable Programmable Read Only Memory). Puede ser programada después de ser enteramente borrada mediante el uso de una luz ultravioleta, se clasifica como del tipo no-volátil.

EAROM: (Electrically Alterable Read Only Memory). Es similar a la EPROM. Para su borrado requiere solamente de un voltaje eléctrico.

EEPROM: (Electrically Erasable Programmable Only Memory). Es del tipo no-volátil, ella provee almacenamiento permanente para los programas, que pueden ser fácilmente cambiados con el uso de una consola de programación.

Interfaces de entrada y salida:

Las Unidades de Entradas/Salidas son las interfaces entre el CPU y el mundo exterior (equipo de campo).Ellas tienen la función de convertir las señales provenientes del exterior en información procesable por el CPU así como también se encargan de la conversión de la información emitida por el CPU en señales con significado físico.A través de varios circuitos de interface, el controlador puede detectar y medir magnitudes físicas correspondientes al funcionamiento de una máquina o proceso, tales como proximidad, posición, movimiento, nivel, temperatura, presión, corriente o voltaje. Apoyado en el estado detectado o valores medidos, el CPU provee las órdenes para controlar otros artefactos tales como válvulas, motores, bombas, y alarmas.

Entre los tipos de Sistema de Entradas/Salidas se tienen:

- Entradas/Salidas del tipo Discreto.

- Entradas/Salidas del tipo de Datos Numéricos.

Entradas/Salidas Del Tipo Discreto:

Esta interface conecta entradas de aparatos de campo, que proveen una señal que es separada y distinta a su naturaleza, o salidas para elementos de campo que requieren una señal distinta a su naturaleza para controlar su estado. Estas características obligan a las interfaces discretas a detectar señales del tipo on/off; lo cual se traduce en que las entradas son esencialmente interruptores que están abiertos o cerrados.

Entradas/Salidas Del Tipo De Datos Numéricos:

Son aquellos que en su constitución física están integrados por micro-procesadores, los cuales tienen la capacidad para operaciones aritméticas.

Las interfaces de entradas numéricas permiten la medición de magnitudes generadas por instrumentos y cualquier otro aparato que provee datos numéricos, en donde las interfaces de salida numérica permite controlar aparatos que requieren datos numéricos.

Las interfaces numéricas se clasifican en dos grupos:

- Multi-bit: Son aquellas que proveen conexión con aparatos digitales.

- Analógicos: Son aquellos que proveen conexión con aparatos analógicos.

Por último, para que todas las unidades mencionadas anteriormente formen un sistema operacional, ellas deben conectarse entre sí en una forma organizada a través de "buses".

Ciclo de operación del procesador:

Ciclo de funcionamiento

Cuando se pone en marcha el PLC se realizan una serie de comprobaciones:

Funcionamiento de las memorias.

Comunicaciones internas y externas.

Elementos de E/S.

Tensiones correctas de la fuente de alimentación.

Una vez efectuadas estas comprobaciones y si las mismas resultan ser correctas, la CPU... inicia la exploración del programa y reinicializa. Esto último si el autómata se encuentra en modo RUN (marcha), ya que de estar en modo STOP (paro) aguardaría, sin explorar el programa, hasta la puesta en RUN.

Al producirse el paso al modo STOP o si se interrumpe la tensión de alimentación durante un tiempo lo suficientemente largo, la CPU realiza las siguientes acciones:

Detiene la exploración del programa.

Pone a cero, es decir, desactiva todas las salidas.

Mientras se está ejecutando el programa, la CPU realiza en sucesivos intervalos de tiempo distintas funciones de diagnóstico (watch-dog en inglés). Cualquier anomalía que se detecte se reflejará en los indicadores de diagnóstico del procesador y dependiendo de su importancia se generará un código de error o se parará totalmente el sistema.

El tiempo total del ciclo de ejecución viene determinado por los tiempos empleados en las distintas operaciones. El tiempo de exploración del programa es variable en función de la cantidad y tipo de las instrucciones así como de la ejecución de subrutinas. El tiempo de exploración es uno de los parámetros que caracteriza a un

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