51 CONTROL ELÉCTRICO Las funciones que estos equipos o software de programación son la edición y modificación del programa, detección de errores, archivamiento de programas (discos duros) y monitoreo en línea de variables. La conexión del PC al PLC comúnmente se realiza mediante una conexión en serie (generalmente la RS-232C o la RS-422). Hoy en día existen distintos puertos disponibles según la marca del PLC. PROGRAMACIÓN LADDER PLC BÁSICA DESCRIPCIÓN DEL LENGUAJE LADDER Existen distintos tipos de lenguaje de programación de un PLC, quizás el más común sea la programación tipo escalera o ladder. Los diagramas de escalera son esquemas de uso común para representar la lógica de control de sistemas industriales. Se le llama diagrama "escalera" porque se asemejan a una escalera, con dos rieles verticales (de alimentación) y "escalones" (líneas horizontales), en las que hay circuitos de control que definen la lógica a través de funciones. De esta manera Las principales características del lenguaje ladder son: • Instrucciones de entrada se introducen a la izquierda • Instrucciones de salida se situarán en el derecho. • Los carriles de alimentación son las líneas de suministro de energía L1 y L2 para los circuitos de corriente alterna y 24 V y tierra para los circuitos de CC • La mayoría de los PLC permiten más de una salida por cada renglón (Rung). • El procesador (o "controlador") explora peldaños de la escalera de arriba a abajo y de izquierda a derecha.
52 CONTROL ELÉCTRICO Las instrucciones de entrada son las condiciones que tiene el circuito para dejar o no dejar pasar la corriente de una línea a la otra. Estas condiciones se manejan comúnmente con contactos normalmente abierto o normalmente cerrados los cuales interpretan las señales de alto y bajo de sensores o interruptores. Si las condiciones son verdaderas la corriente llega a las instrucciones de salida las cuales generan acciones como energizar la bobina de un motor o energizar una lámpara, por ejemplo. De esta forma el paso de la corriente a las bobinas de salida está condicionadas por la lógica que manejen las instrucciones de entradas. Un PLC tiene muchas terminales "de entrada" y también muchos terminales de salida, a través de los cuales se producen las señales "alta" o "baja" que se transmiten a las luces de energía, solenoides, contactores, pequeños motores y otros dispositivos que se prestan a control on / off. En un esfuerzo por hacer PLC fácil de programar, el lenguaje de programación ladder fue diseñado para asemejarse a los diagramas de lógica de escalera. Por lo tanto, un electricista industrial o ingeniero eléctrico, acostumbrados a leer esquemas de lógica ladder se sentirán más cómodos con la programación de un PLC si se maneja con el lenguaje ladder.
53 CONTROL ELÉCTRICO LÓGICA LADDER Y SU CABLEADO De acuerdo con la definición de la "Nema" (National Electrical Manufacturers Association) un controlador programable es: "Un aparato electrónico operado digitalmente, que usa una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones para implementar funciones específicas, tales como lógica, secuenciación, registro y control de tiempos, conteo y operaciones aritméticas para controlar, a través de módulos de entrada/salida digitales (ON/OFF) o analógicos (1 5 VDC, 4 20 mA, etc.), varios tipos de máquinas o procesos. CONFIGURACIONES DESTACADAS DEL PLC Módulo De Entrada
54 CONTROL ELÉCTRICO Módulo De Salida Secuencia de operaciones en un PLC. I. Al encender el procesador, este efectúa un autochequeo de encendido e inhabilita las salidas. Entra en modo de operación normal. II. Lee el estado de las entradas y las almacena en una zona especial de memoria llamada tabla de imagen de entradas. III. En base a su programa de control, el PLC modifica una zona especial de memoria llamada tabla de imagen de salida. IV. El procesador actualiza el estado de las salidas "copiando" hacia los módulos de salida el estado de la tabla de imagen de salidas (estas controlan el estado de los módulos de salida del PLC, relay, triacs, etc.). V. Vuelve paso b) VI. A cada ciclo de ejecución de esta lógica se le denomina ciclo de barrido (scan) que generalmente se divide en: VII. I/O scan VIII. ProgramScan
55 CONTROL ELÉCTRICO DESCRIPCIÓN FÍSICA DE UN PLC La imagen muestra la arquitectura interna de un PLC, ya teniendo el concepto de todo su esquema externo, ahora profundizaremos las características del interior de un PLC: Memoria Programable En esta parte se encuentra las instrucciones para la secuencia de control lógico. Memoria De Datos En esta parte se ubican las condiciones de los cambios, interbloqueo, valores pasados de datos y otros datos de trabajo. Procesador Central En esta parte se encuentra la lógica que será manipulada por el software de la Unidad de Programación, aquí se encuentra lenguaje ensamblador del PLC. Circuito De Entrada En esta parte se encuentran los equipos de entradas como: • Botoneras • Selectores • Interruptor de Límite • Interruptor de Nivel • Sensores Fotoeléctricos • Sensores de Proximidad • Contactores de Arrancador de Motor. Circuito De Salida En esta parte se encuentran los equipos de salidas como: • Válvulas • Arrancador de Motor • Solenoides • Alarmas • Luces
56 CONTROL ELÉCTRICO • Ventiladores • Bocinas Puerta De Comunicaciones Es la parte que enlaza con la PC, para poder editar, monitorear la secuencia lógica del PLC. La siguiente imagen muestra el esquema al detalle de todo lo que conforma un PLC internamente: La siguiente imagen muestra el esquema al detalle del lado izquierdo que conforma un PLC internamente:
57 CONTROL ELÉCTRICO La siguiente imagen muestra el esquema al detalle del lado derecho que conforma un PLC internamente:
58 CONTROL ELÉCTRICO PROGRAMACIÓN EN SIMULADOR LOGIXPRO. Lógicas de Relé Estas lecciones fueron diseñadas para familiarizarlo con la operación de Micro Logix serie 1000 y conducirlo paso a paso en el proceso de creación, edición y prueba de programas sencillos de PLC utilizando las instrucciones lógicas de relé soportadas por Micro Logix. Para familiarizarnos con las instrucciones básicas de la lógica de reléutilizada en los PLC utilizaremos el simulador de Micrologix, con este simulador podemos programar las funciones que en prácticas futuras programaremos en el Micro Logix serie 1000 Para la comprensión de este ejercicio abriremos el simulador en la parte superior de la pantalla, seleccione el I/O Simulation y asegúrese que la barra de instrucciones del usuario, esté visible.
59 CONTROL ELÉCTRICO ESTA: Y en la parte inferior el primer renglón, como se muestra a continuación. La ventana de edición del programa debe mostrar un solo escalón, similar al de arriba. Este es el escalón Final del Programa y es el último escalón en cualquier programa. Si este es el único escalón visible entonces su programa está vacío. Para crear uno nuevo y si su programa no está vacío, entonces haga click en la entrada File del menú en la parte superior de la pantalla y seleccione "New" de la lista presente. Una caja de diálogo aparecerá pidiéndole que tipo de procesador está utilizando, para este caso seleccione Micro Logix 1000 Ahora Maximice la ventana
60 CONTROL ELÉCTRICO El Simulador de Entrada/Salida (I/O Simulator) La pantalla del simulador, similar a la mostrada arriba, debe estar a la vista. Para este ejercicio usaremos la sección de simulación de Entrada/Salida, la cual consiste de 32 suiches y luces. Se muestran dos grupos de 16 suiches conmutadores conectados a 2 tarjetas de entrada de nuestro PLC simulado. Similarmente dos grupos de 16 luces se conectan a dos tarjetas de salida de nuestro PLC. Las dos tarjetas de entrada tienen direcciones "I:1" e "I:3", mientras las tarjetas de salida están direccionadas como "O:2" y "O:4". Con el ratón ( mouse ) haga click en varios suiches y note que el estatus del terminal al cual el suiche está conectado cambia de color. Mueva despacio el ratón sobre un suiche y observe que el cursor del ratón cambia a una mano, lo que indica que el estado de un suiche puede ser alterado al hacer click en esta localidad. Cuando se pasa el ratón aparece una ventana tipo texto con una “ayuda” (“tip”) informándole “RightClicktoToggleSwitchType" ( hagaclick con el botón derecho del ratón para cambiar el tipo de suiche conmutador). Proceda a hacer click con el botón derecho del ratón sobre un suiche, y note como el tipo de suiche cambia. Creación de Programas con RSLogix Reduzca el tamaño de la pantalla del simulador I/O a su tamaño normal al hacer clic de nuevo en el botón del medio que usted usó anteriormente para engrandecer la pantalla de simulación. Al hacer esto las dos ventanas de programación y la de simulación deben verse de nuevo en la pantalla. Si usted lo desea puede ajustar el tamaño relativo de estas ventanas moviendo con el ratón la barra que divide a ambas. Ahora introduzca el siguiente programa de un solo escalón (rung), el cual consiste de una sola instrucción de entrada XIC (XIC - Examine Entrada Cerrada) y una sola instrucción de salida OTE (OTE – energizar la salida). Hay mas de una forma
61 CONTROL ELÉCTRICO de hacer esto, pero por ahora se mostrará la forma que considero la más comúnmente usada. Primero haga click en el botón "New Rung" presente en la barra de instrucciones del usuario. Este corresponde al primer botón en el lado izquierdo de la barra. Si usted mantiene el apuntador del ratón fijo sobre cualquiera de estos botones por uno o dos segundos, aparecerá una ayuda pequeña que describe la función o nombre de la instrucción que el botón representa. Ahora deberá ver un nuevo escalón agregado a su programa como se muestra arriba, y el número del escalón al lado izquierdo deberá estar resaltado. Es de notar que el nuevo escalón se agregó sobre el ya existente escalón Fin de Programa (END). De una manera alternativa usted puede marcar el símbolo del escalón con el botón izquierdo del ratón y arrastrarlo a uno cualquiera de los cuadrados pequeños que aparecen en el programa, lo que generará un nuevo escalón en ese punto. Ahora haga clic en la instrucción XIC con el botón izquierdo del ratón y ella será agregada a la derecha de la selección resaltada. Nótese que la nueva instrucción XIC agregada ahora está resaltada. De nuevo, alternativamente usted pudo arrastrar la instrucción desde la barra de instrucciones al escalón deseado del programa.
62 CONTROL ELÉCTRICO Si usted accidentalmente agrega una instrucción y desea removerla, haga click con el botón izquierdo del ratón en la instrucción a remover y luego presione la tecla "Del" ó “Sup” en su teclado no numérico. Alternativamente, usted puede hacer click con el botón derecho del ratón en la instrucción y luego seleccionar "Cut" del menú que se despliega. Haga clic con el botón izquierdo del ratón en la instrucción de salida OTE y esta será agregada a la derecha de su actual selección. Haga rápidamente dos veces click con el botón izquierdo del ratón en el signo de interrogación “?” presente en la parte superior de la instrucción XIC . Una caja de texto que comienza con “?” aparecerá en la cual usted deberá introducir la dirección (I:1/0) del conmutador que deseamos monitorear. Use la tecla Backspace para eliminar la “?" presente en el cuadro de texto. Una vez que introduzca la dirección, haga click en cualquier parte de la instrucción, exceptuando el cuadro de texto, o presione la tecla enter y el cuadro se cerrará. Haga click con el botón derecho del ratón en la instrucción XIC y seleccione "Edit Symbol" del menú que se muestra. Aparece otro cuadro de diálogo donde usted puede escribir un nombre (por ejemplo Suiche 0) para asociarlo con esta dirección. Un clic fuera del cuadro lo cerrará. Introduzca la dirección y el símbolo para la instrucción OTE y su primer programa Logix estará completo. Antes de continuar, verifique que las direcciones de las instrucciones sean correctas.
63 CONTROL ELÉCTRICO VERIFICACIÓN DEL PROGRAMA Debemos bajar el programa al PLC ("Download"). Haga clic en el botón "Toggle" en la esquina superior izquierda del panel de edición, como se muestra en la gráfica que sigue, para traer el panel del PLC a la vista. Haga click en el botón "DownLoad" para comenzar la bajada del programa al PLC. Una vez completada, haga click dentro del círculo con la opción “RUN” para comenzar con la corrida del programa por el PLC. Engrandezca la ventana de Simulación, de forma que pueda observar los suiches y las lámparas, arrastrando hacia la derecha con el ratón la barra que separa las ventanas de Simulación y del Programa. Ahora haga click en el Suiche I:1/00 en el simulador y si todo está correcto, la lámpara debe iluminarse. Conmute el suiche entre On (Encendido) y Off (Apagado) varias veces y observe el cambio de valor indicado por los cuadros de status del PLC los cuales están constantemente actualizado a medida que el PLC barre las instrucciones del programa. Trate de colocar el PLC de regreso en el modo “PGM" y luego conmute el suiche del simulador varias veces y note el resultado. Coloque el PLC de nuevo en el modo “RUN” y la barrida (scan) del programa se reasume. Nosotros pensamos que la instrucción XIC como un contacto eléctrico que permite el flujo de corriente cuando se cierra un suiche externo. Esperamos que la salida OTE se energiza si se permite que el flujo de corriente llegue a élla. En la práctica la instrucción XIC es una instrucción condicional que verifica si el bit direccionado está en 1 (Verdadero). Si es verdadero, la corriente fluye hacia OTE en nuestro caso.
64 CONTROL ELÉCTRICO Edición del Programa. Haga click en el botón "Toggle" en el panel del PLC, lo que pondrá al PLC en el modo “PGM” y permitirá ver el pánel de edición. Ahora agregue un segundo escalón al programa como se muestra abajo. Ahora en vez de introducir las direcciones como hicimos anteriormente, trate arrastrando la dirección apropiada que se muestra en la simulación I/O , llevándola hacia la instrucción. Note que la instrucción XIC que prueba la condición 0 ó Falso tiene su dirección resaltada en amarillo. Esto indica que la instrucción está evaluada como Verdadera, que en el caso de una XIC significa que el bit direccionado es actualmente cero ó Falso. Este es un buen momento para practicar sus habilidades de arrastrar y dejar caer (dragNdrop). Trate de mover instrucciones de escalón a escalón al hacer click con el botón izquierdo del ratón sobre una instrucción y manteniendo el botón presionado arrastre la instrucción a una nueva localidad. Trate de hacer lo mismo con eslabones completos al arrastrar el cuadro al lado izquierdo del escalón y dejarlo caer en una nueva localidad. Una vez que se sienta cómodo con el arrastre y dejar caer, asegúrese que el programa luzca como el mostrado arriba. Ahora baje su programa al PLC y coloque al PLC en el modo Run. Conmute ambos suiches 0 y 1 entre las posiciones On y Off varias veces y observe el efecto que tiene sobre las lámparas.Asegurese que está conforme con el comportamiento de su programa antes de proceder.
65 CONTROL ELÉCTRICO Parada/Arranque (Stop/Start) usando OTL y OTUP. Para este ejercicio necesitamos dos suiches Normalmente Abiertos. Usando el botón derecho del ratón haga click en los suiches "I1/2" y "I:1/3", lo que los cambia a pulsadores normalmente abiertos (N.O. pushbuttons). Ahora agregue los dos siguientes escalones a su programa. Una vez que introduzca los escalones correctamente, bájelo y corra su programa modificado. Active los suichesStart y Stop y asegure que las instrucciones de salida OTL y OTU responden como se estipula en su texto. Una vez que tengas la lámpara encendida, ¿puede usted apagarlo si la potencia se pierde en el circuito del suiche Stop? Ahora modifique su programa de forma que opere correctamente cuando usted sustituya el suiche normalmente abierto (I:1/03) con un suiche normalmente cerrado. Emulación del Control Standard Parada/Arranque (Stop/Start). Borre su programa al seleccionar "New" desde el menu "File" en la parte superior de la pantalla. Cuando el cuadro de diálogo aparece haga click en “OK” para seleccionar el tipo PLC por descarte (default PLC type). Ahora introduzca el siguiente programa. Para introducir una bifurcación, solo arrastre el botón de bifurcación en el escalón y luego inserte o arrastre instrucciones en la ramificación.
66 CONTROL ELÉCTRICO Antes que baje y corra este programa, echemos un cuidadoso vistazo al uso de la instrucción XIO para verificar el estado de un suiche normalmente cerrado de parada. Cuando alguien presiona el suiche de parada (Stop Switch ), ¿ irá el bit I:1/04 a Verdadero o Falso? ¿Irá la instrucción XIC al valor Verdadero o Falso cuando el suiche se presiona? ¿Es esta la lógica deseada? .... Corra el programa y verifique si es correcta..... Si pierde potencia en el circuito de parada ( StopSwitch ), ¿a qué estado la lámpara irá? .... ¿Por qué piensa usted que la mayoría prefiere este método en vez del método OTL/OTU para implementar el circuito de Parada/Arranque? Ramificación de Salida con RSLogix Modifique su programa para que sea igual a este: Baje el programa al PLC y córralo. Opere los suiches Stop y Start varias veces con el Suiche0 abierto, y de Nuevo con el Suiche-0 cerrado. Remueva la instrucción XIC de la rama de salida y observe a la lámpara 3 cuando usted arranca y para al circuito. Trate de mover la instrucción OTE de la lámpara-3 de forma que esté en serie con la instrucción OTE de la lámpara 2. Baje el programa al PLC y córralo. Observe como ambas lámparas encienden con la rama vacía en su sitio. Ello puede aparecer como un circuito eléctrico, pero sabemos que en efecto no lo es y por lo tanto obedece un conjunto distinto de reglas. Remueva la ramificación vacía. Baje el programa y córralo. Vea si esto tiene algú efecto en la lógica o en la operación del escalón.
67 CONTROL ELÉCTRICO Control de una luz desde dos localidades. Genere, introduzca y pruebe un programa que realice la función común de controlar una luz desde dos localidades diferentes. Utilice los suiches conmutadores (I:1/00) y (I:1/01) para controlar la lámpara (O:2/00)... (Ayuda: Si ambos suiches están Encendidos o si ambos suiches están apagados, la lámpara debe estar encendida. Este es una forma de enfocar al problema.) Puerta de Garaje Utilizando Lógica de Relé. Tome su tiempo para familiarizarse con los componentes presentes en el sistema Puerta de Garaje y fíjese en particular en el estado actual de los suiches limitadores. Cuando la puerta está en la posición cerrada, ambos suiches están en su estado activado (anormal). Coloque el ratón sobre cada uno de los suiches y podrá ver que una caja de texto de ayuda aparece, la cual indica que el suiche seleccionado se cableó usando contactos normalmente abiertos. Ejercicio de Programación para el Estudiante. En este ejercicio queremos que aplique sus conocimientos en instrucciones de lógica de relé al diseño de un programa que controle la puerta. El sistema de la puerta consiste de un motor reversible, un par de suiches limitadores y un panel de control, todo conectado a su PLC. El programa monitoreará y controlará este equipo adhiriéndose a las siguientes premisas:
68 CONTROL ELÉCTRICO • El movimiento de la puerta se detendrá inmediatamente cuando se presione el suiche Stop y permanecerá detenida cuando se deje de presionar el suiche. • Al presionar el suiche Open, la puerta se abrirá siempre y cuando la puerta no esté completamente abierta. Si el suiche es dejado de presionar la puerta continuará abriéndose hasta abrirse por completo. • Al presionar el suicheClose hará que la puerta se cierre a menos que esté completamente cerrada. El cierre de la puerta se mantendrá hasta completarse aun cuando deje de presionar el suiche de cierre. • Si la puerta está completamente abierta, el presionar el suiche de Apertura de Puerta no energizará el motor. • Si la puerta está completamente cerrada, el presionar el suiche de Cierre de Puerta no debe energizar el motor. • Bajo ninguna circunstancia los dos embobinados (motor up y motor down) del motor deben energizarse simultáneamente. • La luz Ajar deberá iluminarse si la puerta no está completamente cerrada o completamente abierta. • La luz Open se encenderá cuando la puerta esté completamente abierta. • La luz Shut se encenderá cuando la puerta esté completamente cerrada. Será de su responsabilidad el diseñar, documentar, depurar y probar su programa. Trate de evitar el uso de instrucciones de anclaje OTL u OTU y trate de minimizar el número de escalones que usa. Asegúrese de usar apropiadamente comentarios en las instrucciones y escalones para documentar su programa. Todos los componentes de Entrada/Salida (I/O) referenciados dentro de su programa deben estar claramente etiquetados, y los comentarios en los escalones deben clarificar los pasos que su programa ejecuta.
69 CONTROL ELÉCTRICO Segundo ejercicio suplementario de programación. • En este ejercicio queremos que modifique su programa para que se adhiera a los siguientes criterios: • Si la puerta se está abriendo y se presiona el suicheClose, se detendrá el movimiento de la puerta, y la puerta permanecerá detenida cuando el suicheClose se deje de presionar. • Si la puerta se está cerrando y se presiona el suiche Open, la puerta detendrá su movimiento. Cuando se suelte el suiche Open, la puerta comenzará a abrirse. • Una vez que el movimiento de la puerta sea detenido por una de las dos causas anteriormente mencionadas, el criterio de operación de la primera sección debe seguirse de nuevo. La simulación de un silo. Del menú Simulations en la parte superior de la pantalla seleccione Silo Simulation. Una imagen similar a la imagen de arriba se abrirá en la ventana de simulación. La imagen siguiente muestra con detalle donde están los sensores de nivel (level sensor) y de proximidad (prox sensor), suiches (START y STOP), luces ( RUN, FILL y FULL), válvula solenoide (solenoidvalve) y motor del sistema con las correspondientes entradas y salidas al PLC. Usted usará estos componentes en los ejercicios. Operación Continua.
70 CONTROL ELÉCTRICO Diseñe y depure completamente un circuito de control usando lenguaje escalera que automáticamente posicione y llene las cajas, las cuales aparecen secuencialmente en la correa transportadora. Asegúrese que los siguientes detalles se satisfagan: • La secuencia puede ser detenida y comenzada de Nuevo en cualquier momento usando los suiches Stop y Start montados en el panel a la izquierda del simulador. • La luz RUN permanecerá energizada siempre que el sistema esté operando en modo automático. • La luz RUN, el motor de la cinta transportadora y la válvula solenoide se desenergizarán siempre que el sistema sea detenido con el suiche STOP. • La luz FILL debe energizarse cuando la caja se esté llenando. • La luz FULL se energizará cuando la caja esté llena y permanecerá así hasta que la caja sea movida fuera del fotosensor. Llenado de cajas con comienzo de nuevo manual. Altere su programa o escriba uno nuevo de forma que incorpore los siguientes criterios: • Detenga el movimiento de la cinta transportadora cuando el lado derecho de la caja sea detectado por el fotosensor. • Con la caja posicionada y la cinta transportadora detenida, abra la válvula solenoide y permita que la caja sea llenada. El proceso de llenado debe concluir cuando el sensor de nivel asuma el valor Verdadero. • La luz FILL debe energizarse mientras se está llenando la caja. • La luz FULL debe energizarse cuando la caja esté llena y permanecerá energizada mientras la caja llena no sea movida fuera del fotosensor. • Una vez que la caja esté llena, deberá presionar momentáneamente el suicheStart para mover la cinta transportadora y mover la caja llena fuera del área de llenado, lo que al mismo tiempo traerá una nueva caja vacía a la posición de llenado. No se acepta como solución a esta situación el que el
71 CONTROL ELÉCTRICO suicheStart sea continuamente presionado por el operador mientras la caja llena salga de la zona de llenado. Ejercicio a Control de Tráfico usando 3 Luces. Del menú de Simulations en la parte superior de la pantalla, seleccione la simulación titulada como Traffic Light Simulation. En la ventana de simulación aparecerá una imagen como la imagen superior al lado del título de la simulación. Debemos prestar atención a la sección de la imagen correspondiente a la luz de tráfico, detallada en la siguiente imagen, donde notamos cada luz y la salida del PLC que la controla. Usando su conocimiento de temporizadores en cascada, desarrolle un programa en lenguaje escalera que realice la secuencia de luces verde, amarilla ( ó ámbar) y roja de la manera siguiente: Secuencia de Operación: 1. Luz Roja controlada por salida O:2/00 encendida por 12 segundos. 2. Luz Verde controlada por salida O:2/02 encendida por 8 segundos. 3. Luz Amarilla ( ó ámbar) controlada por salida O:2/01 encendida por 4 segundos. 4. La secuencia se repite otra vez comenzando con la luz roja.
72 CONTROL ELÉCTRICO <----------------- Tiempo en Segundos ------------------> ROJA VERDE AMBAR 12 Sec. 8 Sec. 4 Sec. Ejercicio b Control de Tráfico usando 6 Luces. Modifique su programa de forma que las otras 3 luces representantes del flujo de tráfico en la otra dirección también puedan ser controladas. Usted está tentado a usar seis temporizadores para llevar a cabo esta tarea, pero el trabajo puede realizarse con solo cuatro, y al mismo tiempo tendrá un programa mas claro. Roja = O:2/00 Verde = O:2/02 Ambar = O:2/01 Verde = O:2/06 Ambar = O:2/05 Roja = O:2/04 8 Sec. 4 Sec. 8 Sec. 4 Sec. ¿Como que se producen colisiones porque es muy rápido el cambio de amarillo ( ó ámbar) en una dirección a verde en la otra dirección.? Parece que los conductores no le prestan atención a la función de la luz amarilla ( ó ámbar), en vez de reducir su velocidad al presentarse la luz amarilla, lo que hacen es acelerar, mientras que
73 CONTROL ELÉCTRICO los conductores en la otra dirección tan pronto ven la luz verde arrancan desesperados. No necesitamos realizar un nuevo cableado para corregir esto. La solución a esta situación llevará un poco mas de programación. Ejercicio Control de Tráfico Usando Retraso Para la Luz Verde. Modifique su programa de forma que exista un período de un segundo de retardo donde las dos luces rojas estén encendidas antes de pasar a la secuencia verde, amarilla ( ó ámbar), roja. El diagrama de tiempo mostrado abajo presenta solo uno de estos intervalos de un segundo, pero se necesitan dos de ellos. Trabaje el problema y trate de no usar mas de seis temporizadores. !Si el intervalo de un segundo no es suficiente para controlar a estos conductores, proceda a aumentar ese intervalo a dos segundos¡ EJERCICIO DE CONEXIÓN CON RSLINX Tomar Notas de la explicación y repetir la operación al menos unas 3 ocasiones antes de conectar el PLC Configuración Para configurar las comunicaciones se debe abrir el RSLinks ya que es el programa que gestiona las comunicaciones. Communications - Configure Drivers ...
74 CONTROL ELÉCTRICO Dentro de Configure Drivers... seleccionar de la lista desplegable la opción RS-232 DF1 Una vez seleccionado el Driver pulsar Add New ..., aparecerá la siguiente ventana donde se seleccionará el nombre. Al pulsar OK se entra en la ventana de configuración del nuevo Driver. Seleccionar el Comm Portcorrecto del PC, Device: SLC-CH0 Teniendo el PLC conectado al PC pulsar Auto-Configure. Tras varios mensajes, cuando la configuración sea completa, ¡aparecerá el siguiente mensaje Auto Configuration Successful!
75 CONTROL ELÉCTRICO Este será el cuadro de dialogo que aparecerá cuando su PLC esté conectado a su PC, no lo sierre solo minimícelo para empezar a trabajar con el RsLogix 500.
76 CONTROL ELÉCTRICO CONFIGURACIÓN DEL CABLE DE CONEXIÓN PARA LOS PLC MICRO LOGIX SERIE 1000 DE AB Programación en RS-logix 500 En este punto se dan las directrices básicas para la utilización del RSLogix 500. Este programa permite crear los programas de control en lenguaje Ladder del autómata MicroLogix Serie 1000.
77 CONTROL ELÉCTRICO Pantalla principal del RSlogix 500 Descripción General del Software RSLogix 500 es el software destinado a la creación de los programas del autómata en lenguaje de esquema de contactos o también llamado lógica de escalera (Ladder). Incluye editor de Ladder y verificador de proyectos (creación de una lista de errores) entre otras opciones. Este producto se ha desarrollado para funcionar en los sistemas operativos Windows. Vista principal de RSLogix 500. Barra de menú: permite realizar diferentes funciones como recuperar o guardar programas, opciones de ayuda, etc. Es decir, las funciones elementales de cualquier software actual. Barra de iconos: engloba las funciones de uso más repetido en el desarrollo de los programas. Barra de estado del procesador: Nos permite visualizar y modificar el modo de trabajo del procesador (online, offline, program, remote), cargar y/o descargar programas (upload/downloadprogram), así como visualizar el controlador utilizado (Ethernet drive en el caso actual).
78 CONTROL ELÉCTRICO Los modos de trabajo más usuales son: • Offline: Consiste en realizar el programa sobre un ordenador, sin necesidad alguna de acceder al PLC para posteriormente una vez acabado y verificado el programa descargarlo en el procesador. Este hecho dota al programador de gran independencia a la hora de realizar el trabajo. • Online: La programación se realiza directamente sobre la memoria del PLC, de manera que cualquier cambio que se realice sobre el programa afectará directamente al procesador, y con ello a la planta que controla. Este método es de gran utilidad para el programador experto y el personal de mantenimiento ya que permite realizar modificaciones en tiempo real y sin necesidad de parar la producción. Árbol del proyecto: Contiene todos las carpetas y archivos generados en el proyecto, estos se organizan en carpetas. [1] Las más interesantes para el tipo de prácticas que se realizará son:
79 CONTROL ELÉCTRICO Controllerproperties: contiene las prestaciones del procesador que se está utilizando, las opciones de seguridad que se quieren establecer para el proyecto y las comunicaciones. Processor Status: se accede al archivo de estado del procesador IO Configuration: Se podrán establecer y/o leer las tarjetas que conforman el sistema. ChannelConfiguration: Permite configurar los canales de comunicación del procesador Contiene las distintas rutinas Ladder creadas para el proyecto. Da acceso a los datos de programa que se van a utilizar así como a las referencias cruzadas (crossreferences). Podemos configurar y consultar salidas (output),
80 CONTROL ELÉCTRICO entradas (input), variables binarias (binary), temporizadores (timer), contadores (counter), ... Si seleccionamos alguna de las opciones se despliegan diálogos similares al siguiente, en el que se pueden configurar diferentes parámetros según el tipo de elemento. Panel de resultados: aparecen los errores de programación que surgen al verificar la corrección del programa realizado (situados en la barra de iconos). Efectuando doble clic sobre el error, automáticamente el cursor se situará sobre la ventana de programa Ladder en la posición donde se ha producido tal error. También es posible validar el archivo mediante Edit>Verífy File o el proyecto completo Edit>Verífy Project.
81 CONTROL ELÉCTRICO Barra de instrucciones: Esta barra le permitirá, a través de pestañas y botones, acceder de forma rápida a las instrucciones más habituales del lenguaje Ladder. Presionando sobre cada instrucción, ésta se introducirá en el programa Ladder. Ventana del programa Ladder: Contiene todos los programas y subrutinas Ladder relacionados con el proyecto que se esté realizando. Se puede interaccionar sobre esta ventana escribiendo el programa directamente desde el teclado o ayudándose con el ratón (ya sea arrastrando objetos procedentes de otras ventanas ó seleccionando opciones con el botón derecho del ratón). Configuración del autómata y las comunicaciones Para empezar, se ha de configurar el autómata que se usará, en nuestro caso se trata de un MicroLogix 1500 LSP serie C. Para hacerlo nos dirigimos al menú File>New y en el diálogo que aparece seleccionamos el procesador adecuado. En el mismo diálogo se tiene la posibilidad de seleccionar la red a la que estará conectado. Si hemos efectuado correctamente la configuración de la red anteriormente (con el RSLinx) ya aparecerá el controlador correspondiente, en la esquina inferior izquierda de la figura 8.4 en el desplegable Driver. Sino, podemos usar el pulsador que aparece (Who Active) que permite acceder a un diálogo similar a RSWho y seleccionar la red definida. Seleccionamos el autómata MicroLogix 1500 que aparece. Para que aparezca el autómata en la red se debe estar conectado a Internet y tener activado el RSLinx. Una vez aceptado (OK) aparecerá la ventana del proyecto y la ventana del programa Ladder. Selección del Procesador La configuración de la red se puede modificar en cualquier momento accediendo desde el árbol de proyecto> Controller>ControllerCommunications.
82 CONTROL ELÉCTRICO Configuración de les comunicaciones del autómata EDICIÓN DE UN PROGRAMA LADDER Las diferentes instrucciones del lenguaje Ladder se encuentran en la barra de instrucciones citada anteriormente (pantalla principal). Al presionar sobre alguno de los elementos de esta barra estos se introducirán directamente en la rama sobre la que nos encontremos. A continuación, se hará una explicación de las instrucciones usadas para la resolución de las prácticas de este tema:
83 CONTROL ELÉCTRICO Añadir una nueva rama al programa Crear una rama en paralelo a la que ya está creada Contacto normalmente abierto (XIC - Examine IfClosed): examina si la variable binaria está activa (valor=1), y si lo está permite al paso de la señal al siguiente elemento de la rama. La variable binaria puede ser tanto una variable interna de memoria, una entrada binaria, una salida binaria, la variable de un temporizador,... En este ejemplo si la variable B3:0/0 es igual a 1 se activará la salida O:0/0.
84 CONTROL ELÉCTRICO Contacto normalmente cerrado (XIO - Examine If Open): examina si la variable binaria está inactiva (valor=0), y si lo está permite al paso de la señal al siguiente elemento de la rama. En este ejemplo si la variable B3:0/0 es igual a 0 se activará la salida O:0/0. Activación de la variable (OTE - Output Energize): si las condiciones previas de la rama son ciertas, se activa la variable. Si dejan de ser ciertas las condiciones o en una rama posterior se vuelve a utilizar la instrucción y la condición es falsa, la variable se desactiva. Para ciertos casos es más seguro utilizar las dos instrucciones siguientes, que son instrucciones retentivas. Activación de la variable de manera retentiva (OTL - Output Latch): si las condiciones previas de la rama son ciertas, se activa la variable y continúa activada aunque las condiciones dejen de ser ciertas. Una vez establecida esta instrucción solo se desactivará la variable usando la instrucción complementaria que aparece a continuación. Desactivación de la variable (OTU - Output Unlatch): normalmente está instrucción se utiliza para anular el efecto de la anterior. Si las condiciones previas de la rama son ciertas, se desactiva la variable y continúa desactivada aunque las condiciones dejen de ser ciertas.
85 CONTROL ELÉCTRICO Flanco ascendente (ONS - OneShot): esta instrucción combinada con el contacto normalmente abierto hace que se active la variable de salida únicamente cuando la variable del contacto haga la transición de 0 a 1 (flanco ascendente). De esta manera se puede simular el comportamiento de un pulsador. Temporizador (TON - TimerOn-Delay): La instrucción sirve para retardar una salida, empieza a contar intervalos de tiempo cuando las condiciones del renglón se hacen verdaderas. Siempre que las condiciones del renglón permanezcan verdaderas, el temporizador incrementa su acumulador hasta llegar al valor preseleccionado. El acumulador se restablece (0) cuando las condiciones del renglón se hacen falsas. Es decir, una vez el contacto (B3:0/0) se activa el temporizador empieza a contar el valor seleccionado (Preset=5) en la base de tiempo especificada (1.0 s.). La base de tiempo puede ser de 0.001 s., 0.01 s. y 1.00 s. Una vez el valor acumulado se iguala al preseleccionado se activa el bit llamado T4:0/DN (temporizador efectuado). Este lo podemos utilizar como condición en la rama siguiente.
86 CONTROL ELÉCTRICO Contador (CTU - Count Up): se usa para incrementar un contador en cada transición de renglón de falso a verdadero. Por ejemplo, esta instrucción cuenta todas las transiciones de 0 a 1 de la variable colocada en el contacto normalmente abierto. Cuando ese número se iguale al preseleccionado (6 en este caso) el bit C5:0/DN se activa. Este bit se puede usar posteriormente como condición en otro renglón del programa. Resetear (RES - Reset): La instrucción RES restablece temporizadores, contadores y elementos de control. En el ejemplo presentado a continuación una vez aplicado el reset, el contador se pone a cero y cuando la condición del renglón del contador vuelca a ser cierta, empezará a contar de cero.
87 CONTROL ELÉCTRICO Para introducir el nombre de las variables se puede hacer mediante el teclado o a partir del Árbol del proyecto>Data Files y seleccionar el elemento necesario (salida, entrada, variable..). Una vez seleccionado el elemento se abre una ventana y se puede arrastrar con el ratón la variable como se muestra en la figura 8.5, y colocar el nombre de la variable (0:0.0/0) encima de la casilla verde de la instrucción (indicada con el círculo azul). Adición de Variables Para más información sobre las instrucciones usadas en el RSLogix 500 se puede acceder al menú de ayuda: Help>SLC InstructionHelp y se encuentra una explicación muy detallada de su funcionamiento. Ayuda de las instrucciones
88 CONTROL ELÉCTRICO DESCARGA DEL PROGRAMA Una vez se ha realizado el programa y se ha verificado que no exista ningún error se procede a descargar el programa al procesador del autómata (download)
89 CONTROL ELÉCTRICO Descarga del programa autómata A continuación aparecen diversas ventanas de diálogo que se deben ir aceptando sucesivamente: Salvar el programa
90 CONTROL ELÉCTRICO Aceptación de la descarga Paso a modo - RemoteProgram
91 CONTROL ELÉCTRICO Transfiriendo datos del programa Paso a modo Run (el programa está en funcionamiento)
92 CONTROL ELÉCTRICO Paso a modo online (conectado) Programa online y forzado de entrada Para desconectar el enlace entre el ordenador personal y el autómata se deben seguir los siguientes pasos, siempre teniendo en cuenta que una vez desconectado el autómata este sigue funcionando con el programa descargado. Es importante dejar el programa en un estado segura (pulsador de paro).
93 CONTROL ELÉCTRICO Paso a modo offline (desconectado) A continuación aparece un diálogo para salvar el programa realizado, de esta manera se puede salvar todos los archivos de datos (tablas de variables, salidas, temporizadores,...). Salvar los resultados Pueden surgir algunos problemas durante la descarga del programa, el más comúes que existan problemas con la conexión a Internet. Entonces al descargar el programa surgirá un diálogo en el que se muestra que el camino de la conexión no está funcionando. Para solucionar el problema se debe comprobar si la configuración del drive en el RSLinx es correcta y si la conexión a Internet del usuario está funcionando de manera normal.
94 CONTROL ELÉCTRICO Conexión sin funcionar BUENA Y MALA CONEXIÓN A ETHERNET Menú Ayuda Para cualquier duda que se pueda presentar en el uso del programa, se puede utilizar la ayuda que es bastante completa. Esta permite buscar según palabras clave o por agrupaciones de contenido. Ayuda del RS Logix 500
95 CONTROL ELÉCTRICO REQUISITOS MÍNIMOS DEL SISTEMA Para poder utilizar este software sin problemas se requiere tener un sistema con las siguientes características como mínimo: • Intel Pentium III o superior • 512 MB de RAM para Windows NT, Windows 2000, o Windows XP • 10 GB de espacio de disco duro disponible • Monitor y adaptador gráfico SVGA 256-color con resolución 800x600 • CD-ROM drive • RSLinx"¢ (software de comunicación) versión 2.31.00 o posterior.
96 CONTROL ELÉCTRICO BIBLIOGRAFÍA http://www.automatas.org/allen/PLC5.htm http://www.alegsa.com.ar http://www.geocities.com/ingenieria_control/control2.htm http://www.sc.ehu.es/sbweb/webcentro/automatica/WebCQMH1/PAGINA%20PRI NCIPAL /PLC/FUNCIONAMIENTO/funcionamiento.htm#Modo%20de%20funcionamiento http://wapedia.mobi/es/Controlador_l%C3%B3gico_programable#1. http://www.unicrom.com/Tut_ProgramarPLC.asp http://www.unicrom.com/art_historia_PLC.asp http://www.unicrom.com/Art_OrigenHistoriaAutomatas.asp http://www.profesores.frc.utn.edu.ar/industrial/sistemasinteligentes/UT3/plc/PLC.ht ml http://www.megaupload.com/?d=P7UAQAG6 http://www.dimeint.com.mx http://www.mailxmail.com/curso-controladores-logicos-programables/estructurabasicaplc http://www.control-systemsprinciples.co.uk/whitepapers/spanishwp/14ProgLogicSP.pdf http://www.industria.uda.cl/Academicos/AlexanderBorger/Docts Manual de plc Cenaltec.
97 CONTROL ELÉCTRICO TABLA DE CONTENIDO Fecha Responsable: Revisión / Motivo de la revisión Febrero 2013 Jerónimo sosa Vega Creación