PLC ( AUTOMATA PROGRABLE)

INDICE

1. CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC) 2

1.1 DEFINICIÓN: 2

1.2 ESTRUCTURA DE UN PLC 2

1.2.1 UNIDAD CENTRAL DE PROCESOS (CPU) 3

1.2.2 FUENTE DE ALIMENTACION 4

1.2.3 ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES 5

1.2.4 EQUIPOS DE PROGRAMACION 8

1.2.5 PERIFERICOS 10

1.2.6 MEMORY CARD 12

1.3 CLASIFICACION 13

A. COMPACTOS: 13

B. SEMICOMPACTOS: 14

C. MODULARES: 14

2. SCADA (SUPERVISIÓN, CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS) 15

2.1 DEFINICIÓN 15

2.2 ESTRUCTURA 15

2.2.1 EL HARDWARE 16

a) INTERFASE HOMBRE- MÁQUINA (HMI, MMI) 17

b) UNIDAD CENTRAL (MTU, MASTER TERMINAL UNIT) 18

c) UNIDAD REMOTA (RTU, REMOTE TERMINAL UNIT) 19

d) SISTEMA DE COMUNICACIÓN 20

2.2.2 EL SOFTWARE 22

3. CONCLUSIONES 24

4. BIBLIOGRAFIA 25

1. CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC)

1.1 DEFINICIÓN:

Un controlador lógico programable ( también conocido como Autómata programable), es un dispositivo que controla una máquina o proceso y puede considerarse simplemente como una caja de control con dos filas terminales: una para la salida y otra para entrada. Los terminales de salida proporcionan comandos para conectar a dispositivos como válvulas solenoides, motores , lámparas indicadoras, indicadores acústicos y otros dispositivos de salida.

Los terminales de entrada reciben señales de realimentación (feedback) para conexión a dispositivos como interruptores de laminas, disyuntores de seguridad, sensores de proximidad, sensores fotoeléctricos, pulsadores e interruptores manuales, y otros dispositivos de entrada.

El circuito para producir las salidas deseadas en el momento adecuado o en la secuencia adecuada para la aplicación , se dibuja en forma de diagrama de contactos y programa en la memoria del PLC como instrucciones lógicas. El único cableado necesario es para los dispositivos de entrada y salida.

FIGURA 1.1 Diferentes modelos de PLC (SIEMENS AG)

En la actualidad el uso de los PLC está generalizado en la industria, aunque en otros sectores, como la domótica, también tiene gran presencia.

1.2 ESTRUCTURA DE UN PLC

El PLC está gestionado por un sistema electrónico basado en un microproceador, encargado de procesar las señales del exterior, tanto de lectura cono de escritura, a través de los interfaces de entradas y salidas.

Para el funcionamiento óptimo y continuado del sistema electrónico, es necesaria una fuente de tensión.

Los programas se almacenan en los diferentes tipos de memoria que el PLC dispone y gestiona desde un elemento de programación externo.

En el siguiente diagrama de bloque se muestra la estructura básica de un PLC:

FIGURA 1.2 Diagrama de bloques de la estructura de un PLC

1.2.1 UNIDAD CENTRAL DE PROCESOS (CPU)

Es el cerebro del PLC . Esta constituido básicamente por el microprocesador y la memoria.

Tiene como misión procesar las señales del módulo de entradas y actuar sobre el módulo de salidas en función de las instrucciones del programa. Además, debe detectar errores de funcionamiento de propio equipo y señalizarlos a través de una pantalla de información o indicadores LED.

Suele disponer de un interruptor (Run/Stop) para poner en marcha y detener la ejecución del programa.

En la carcasa que aloja al CPU suele estar ubicado el interfaz de conexión por el que se realiza la comunicación con la programadora.

El CPU de los PLC suelen tener dos tipos de memoría:

o RAM: volátil, se borra cuando el equipo queda sin alimentación eléctrica

o EPROM: no volátil , se mantiene aunque cese la alimentación eléctrica.

Para salvaguardar el contenido de la memoria RAM ante cortes de alimentación, los fabricantes recurren al uso de baterías o condensadores de alta capacidad.

FIGURA 1.3 CPU de un PLC modular de SIEMENS

1.2.2 FUENTE DE ALIMENTACION

Tiene como misión convertir la corriente alterna de red eléctrica en corriente continua, para alimentar los circuitos integrados y los componentes electrónicos del interior del PLC. Por lo general , la tensión de trabajo interna suele ser de 24 V en corriente continua, pero existen modelos que trabajan a 48 V .

Cuando los captadores pasivos están próximos al PLC , pueden ser conectados directamente a la fuente de alimentación. Los captadores de tipo activo también pueden ser alimentados por el propio PLC , pero siempre teniendo en cuenta la corriente que consume cada uno de ellos , para evitar una sobrecarga en la fuente de alimentación. En el caso de utilizar gran cantidad captadores de este tipo, es necesario una fuente de alimentación externa.

FIGURA 1.4 Fuente de alimentación para los PLC S7-300 de SIEMENS

1.2.3 ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES

Está formado por un conjunto de módulos , estructuras de conexión y soporte cuyas principales funciones son:

• Adaptar la tensión de trabajo de los actuadores y captadores a los dispositivos electrónicos del autómata, que trabajan a diferentes tensiones.

• Aislar eléctricamente los circuitos de mando y potencia.

Módulo de entradas digitales

Este módulo tiene como misión recibir la información procedente del control de un proceso o una máquina. Esta información es procesad por el CPU, según el programa residente en la memoria, a este módulo se unen eléctricamente los captadores (interruptores, finales de carrera, pulsadores, sensores , detectores de posición , etc.).

Las entradas digitales captan señales de tipo discreto que varían su estado ante cambios de tensión todo o nada. Es decir, el valor máximo o mínimo de la tensión de alimentación . El CPU detecta un 1 lógico , cuando el valor es máximo o un 0 lógico , cuando el valor es mínimo.

FIGURA 1.5 Modulo de entradas de un S7-300 de SIEMENS y diferentes sensores que se pueden conectar a él.

La alimentación de las entradas digitales se realiza atendiendo al tipo de PLC y a la aplicación que va destinado:

Entradas a 24 Vcc . Se conectan directamente de la fuente de alimentación del PLC o a una fuente de alimentación auxiliar. En este segundo caso, es necesario unir la masa de la fuente auxiliar con la del propio PLC.

FIGURA 1.6 Conexión de captadores , activos y pasivos , a 24 Vcc.

Entradas 155-240 Vcc . Se conecta a la red de corriente alterna que alimenta la instalación. No son tan habituales como las de 24 Vcc, pero algunos fabricantes desarrollan este tipo de entradas , sobre todo, para ser utilizadas en instalaciones de viviendas.

FIGURA 1.7 Conexión de captadores pasivos a 230 VCA

Módulo de salidas digitales

Este módulo tiene como misión enviar las señales de activación y desactivación a los actuadores, (bobinas de contactores, relés , módulos triacs, lámparas, etc.).

FIGURA 1.8

La información es enviada por las entradas al CPU una vez procesada según el programa, el procesador genera las órdenes al módulo de salidas para que sean activadas o desactivadas , a su vez, estos cambios se transmiten a los actuadores y pre-actuadores.

Los digitales envían señales todo o nada a los actuadores, pudiéndose distinguir los siguientes tipos : a relés y a transistor.

Las salidas a relés son libres de tensión y por tanto se pueden utilizar para cualquier tipo de corriente (CC o CA) y para diferentes tensiones, incluso en la misma aplicación (figura 1.9)

Es habitual encontrar que los contactos de los relés de salida están unidos a un borne común. Esto implica que todos los actuadores que se conecten a ese bloque común de relés deben ser del mismo tipo de corriente y trabajar a la misma tensión.

En este caso, el tipo de alimentación del PLC no está condicionado al que necesitan los actuadores y preactuadores.

FIGURA 1.9. Módulo de salidas con relés independientes.

1.2.4 EQUIPOS DE PROGRAMACION

Son los elementos que permiten la comunicación entre el usuario y el PLC.

Las funciones principales de los dispositivos de programación son:

• Introducir los programas en la memoria.

• Editar y modificar programas existentes en la memoria del PLC

• Detectar anomalías en el formato de programación.

• Visualizar en tiempo real el estado de entradas y salidas.

En la actualidad los equipos de programación que se utilizan de forma mayoritaria, son los ordenadores personales, aunque algunos fabricantes disponen aún en sus catálogos de consolas de programación portátiles.

FIGURA 1.10 Software de programación de PLC en modo gráfico para entorno Windows

Para conectar el autómata con el ordenador, los fabricantes de autómatas han desarrollado interfaces de interconexión que permiten utilizar el PC como dispositivo de programación.

FIGURA 1.11 Comunicación PC con PLC

Las consolas de programación están constituidas por un teclado, con el que se introducen las instrucciones del programa, y una pantalla de cristal liquido, que permite visualizar y presentar datos. El uso de los ordenadores personales ha relegado

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