Autómatas programables. VISION GENERAL

Transcripción

1 Autómatas programables. VISION GENERAL Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 1

2 Sistema automatizado. PLC s Esquema general de sistema automatizado Componentes habituales. PLC PLC. Definición y concepto gráfico Arquitectura típica de un PLC Cómo trabaja un PLC? Criterios de selección. Gamas de PLCs. Tendencias Elementos de programación. Tipos de lenguajes actuales Equipos de programación, diseño y explotación Desarrollo de un proyecto con PLCs Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 2

3 Sistema automatizado. Componentes habituales Parte de Supervisión y Explotación Panel de mando PC+SCADA Parte de Control Lógica cableada PLC s PC+Tarjeta E/S Microcontroladores Reguladores Digitales Etc... Parte Operativa Proceso real Simuladores E/S Maquetas Interface S-C Interface S-P Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 3

4 Controladores. Breve reseña a histórica Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 4

5 Comparativa de controladores programables Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 5

6 El PLC y su entorno Parte de Supervisión y Explotación Parte de Control: Autómatas programables (PLC s) Preaccionadores Accionadores Proceso Sensores Interface S-C Interface S-P Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 6

7 Qué es un autómata programable? Definición n IEC Un autómata programable (AP) es un sistema electrónico programable diseñado para ser utilizado en un entorno industrial, que utiliza una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones orientadas al usuario, para implantar unas soluciones específicas tales como funciones lógicas, secuencia, temporización, recuento y funciones aritméticas con el fin de controlar mediante entradas y salidas, digitales y analógicas diversos tipos de máquinas o procesos. AP Autómata programable PLC Programmable Logic Controller Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 7

8 Concepto gráfico de PLC Automatismo eléctrico Vs. Autómata programable Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 8

9 Automátas programables Visión general Controladores eléctricos y programables Precio PLC Micro PLC Módulo Lógico Temporizadores Contactores Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón Functionalidad 9

10 Posicionamiento: Schneider Electric Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 10

11 Automátas programables Visión general Controladores eléctricos y programables: Campo de aplicación Contactores Auxiliares Temporizadores Retardo a la conexió conexión: Arranque de motores paso a Múltiples contactos paso con supresión de Enclavable interferencias Lógica funcional Retardo a desconexió única desconexión: Funciones de llave EstrellaEstrella-Triá Triángulo: ngulo Arranque retardado de Relés motores con intervalos de conexión de 50ms Adaptación de MultiMulti-funció función: Flexible para nivel y aislamiento toda aplicación, hasta 8 eléctrico desde / funciones integradas para SIMATIC Contactores de acció acción Conexión de pequeñas positiva:para circuitos positiva cargas monofásicas seguros de categoría 2. Contactores dorados: dorados Programador lógico Micro-PLC Edificios: Edificios Control de Iluminación Ventiladores Control de Acceso Equipos de seguridad Industria: Industria Bombas/Compresores Armarios Control puertas Sistemas de alimentación Plataformas elevadoras Control secuencial Control de nivel Control de válvulas Plantas de llenado Plantas de vaciado Sistemas de transporte Edificios y construcció construcción: Ascensores, posicionadores Elevadores Industria: Industria Empaquetado y envasado Maquinaria textil Tratamiento de alimentos Máquinas de corte Paneles, displays Atornilladores Prensado y Fabricación de ladrillos Pintura Telecontrol Sistemas de esterilización Equipos de laboratorio Máquinas de lavado Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 11

12 Unidad de programación ó supervisión Arquitectura de un PLC Conexión a otros controladores o con E/S remotas Bus Conectores al bus para más módulos de E/S Fuente de alimentación Módulo CPU Módulo Entradas Digitales Módulo Salidas Digitales Módulo E/S analógicas Módulo Especiales (contaje, comunicaciones, PID VAC 24VDC 5VDC Sensores digitales (interruptores, sensores de prox.) Actuadores digitales (válvulas neumáticas, lámparas indicadoras.) Sensores analógicos (Termopares, potenciómetros) Actuadores analógicos (Variadores de velocidad) Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 12

13 Arquitectura de un PLC (II) Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 13

14 Ejemplo de arquitectura (I) Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 14

15 Ejemplo de arquitectura (II) 1. Salidas digitales integradas 2. LEDs de estado de las salidas digitales 3. Terminales de alimentación 4. Conmutador Stop/Run 5. Conector para el cable de ampliación 6. LEDs de estado de la CPU 6 7. Ranura para el cartucho de memoria 7 8. Puerto de comunicaciones (p. Ej. PPI) 9. Entradas digitales integradas 10. LEDs de estado de las entradas digitales Fuente de alimentación integrada 12. Potenciómetros integrados 13. Módulo de ampliación 14. Fijadores para tornillo (DIN métrica M4, diámetro 5 mm) 15. Pestaña de fijación Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 15

16 Arquitectura del sistema PLC Sistema centralizado Sensores y actuadores Bus PLC Bus PLC1 PLC2 PLC3 Sistema descentralizado Sistema distribuido Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 16

17 Cómo trabaja un PLC? Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 17

18 Selección n de un PLC (criterios cuantitativos) Características del PLC-X Especificaciones del sistema Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 18

19 Selección de un PLC. Criterios cualitativos Ayudas al desarrollo de programas Fiabilidad del producto Servicios del suministrador Normalización en planta Compatibilidad con equipos de otras gamas Coste Previsión de repuestos Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 19

20 Automátas programables Visión general Gamas de PLC s en distintos fabricantes Gama de autómatas TSX (Schneider) y Siemens TSX Premium Aplicaciones jas e l mp o C le p m Si S7-300 S7-400 S7-200 TSX Micro s Nº E/S TSX Nano Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 20

21 Nuevas tendencias Arquitecturas abiertas PC/PLC Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 21

22 Nuevas tendencias Controlador (PC /PLC) y terminal de bus Ethernet Ejemplo de Software de programación Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 22

23 Elementos de programación (IEC ) 4 Lenguajes de programación + Grafcet (SFC) Lenguajes gráficos Diagrama de escalera ( Ladder Diagram, LD) Diagrama de Bloques Funcionales ( Function Block Diagram, FBD) Lenguajes literales Lista de instrucciones ( Instruction List, IL) Texto estructurado ( Structured Text, ST) La selección del lenguaje de programación depende de la experiencia del programador, de la aplicación concreta, del nivel de definición de la aplicación, de la estructura del sistema de control y del grado de comunicación con otros departamentos de la empresa... Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 23

24 Lenguajes de programación S_01 S_01 S_02 S_03 Manual ( ) LD Start S_01 Paso_1 SFC Transición_02 Paso_2 Transición_Fin Programación con lenguajes conocidos de PLC... y lenguaje de alto nivel (Basic, C++, etc) LD Entrada_Manual OR Entrada_Automática AND Desbloqueo ST Funcionamiento LD Entrada_01 IL IF Data = "EOF" THEN FOR Index:=1 TO 128 DO X:=Read_Data(Datenfeld[index]); IF X > 2500 THEN Alarma:=TRUE; END_IF; END_FOR; END_IF; ST S_01 S_02 S_03 XOR T#12s400ms FBD Tiempo_01 TON Lámpara Tiempo actual Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 24

25 Nuevos entornos de desarrollo (IEC ) Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 25

26 Herramientas de depuración integradas Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 26

27 Equipos para la programación y explotación De ajuste De programación y mantenimiento Puesto de trabajo, PC Visualizadores con pantalla alfanumérica Terminales con pantalla alfanumérica Visulizadores con pantalla semigráfica Pupitres de explotación y control Terminales con pantalla gráfica Estaciones de diálogo y control Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 27

28 Software de diseño y explotación Herramientas de simulación Diseño e instalación de aplicaciones Desarrollo de funciones C Tratamiento en lógica difusa Puesta a punto de programas de autómata Servidores OPC Visualizar, ajustar y gobernar la instalación Aplicaciones para terminales de operador Software de comunicaciones Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 28

29 Desarrollo de un proyecto con PLC s Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 29

30 Automátas programables Visión general Cuadro eléctrico con PLC Automatización Integral de Edificios (AIdeE) - E.P.S. Ingeniería de Gijón 30