Automatización digital de procesos. Tema B

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Automatización digital de procesos. Tema B"

Ramona Duarte Espinoza
hace 8 años
Vistas:

1 Automatización digital de procesos Tema B

2 Estructura de sistema ACTUADORES PROCESO SENSORES Acciones que se realizan sobre el proceso Información suministrada por el proceso SALIDAS PLC ENTRADAS

3 Bloques principales del PLC DISPOSITIVOS DE ENTRADA O CAPTADORES BLOQUE ENTRADAS CPU BLOQUE SALIDAS DISPOSITIVOS DE SALIDA O ACTUADORES

4 Bloques necesarios para el funcionamiento del PLC FUENTE DE ALIMENTACION DISPOSITIVOS DE ENTRADA O CAPTADORES BLOQUE ENTRADAS CPU BLOQUE SALIDAS DISPOSITIVOS DE SALIDA O ACTUADORES INTERFACES CONSOLA DE PROGRAMACION DISPOSITIVOS PERIFERICOS

ENTRADAS CPU BLOQUE SALIDAS DISPOSITIVOS DE SALIDA O

5 Arquitectura interna del PLC FUENTE DE ALIMENTACION BATERIA MEMORIA DEL PROGRAMA BUS INTERNO INTERFACES DE ENTRADA MEMORIA DE DATOS TEMPORIZADOR CONTADORES UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU) MEMORIA IMAGEN E/S INTERFACES DE SALIDA

ENTRADA MEMORIA DE DATOS TEMPORIZADOR CONTADORES UNIDAD

6 Conexión mediante buses CPU INTERFACES Bus de direcciones Bus interno del autómata Bus de datos Bus de control Memoria RAM Lectura/Escritura Memoria ROM Lectura Arquitectura de conexión mediante buses

7 Las características generales de una fuente de alimentación son: Voltaje de entrada V oltaje d e salid a Corriente de salida Frecuencia de operación Protecciones O scila entre: 100VCA - 240VCA O scila entre: 12VDC - 24VDC 1A - 3A 50Hz ó 60Hz Sobrecorrientes y sobrevoltajes

Frecuencia de operación Protecciones O scila entre: 100VCA - 240VCA

8 Bloques fundamentales de una CPU BUS DE DIRECCIONES BUS DE DATOS BUS DE CONTROL BUS INTERNO DEL AUTOMATA ACUMULADOR PROGRAMA DECODIFICADOR RELOJ Y SECUENCIADOR CONTADOR DE PROGRAMA REGISTROS DE PILA ALU MONITOR SISTEMA INTERPRETE EXTERNO FLAGS

PROGRAMA DECODIFICADOR RELOJ Y SECUENCIADOR CONTADOR DE

9 Utilización de memorias PROGRAMAS FIRMWARE Y DE SISTEMA (ROM O EPROM) MEMORIAS TEMPORALES PROGRAMA O MEMORIA DEL SISTEMA FIRMWARE (RAM O EPROM) MEMORIA IMAGEN O TABLA DE ESTADOS DE E/S (RAM) MEMORIA DE DATOS NUMERICOS Y VARIABLES INTERNAS (RAM) MEMORIA DEL PROGRAMA DE USUARIO (RAM) MEMORIA DE LA TABLA DE DATOS MEMORIA INTERNA MEMORIA DEL PROGRAMA DE USUARIO MEMORIA DE PROGRAMA MEMORIA DE USUARIO

DE DATOS NUMERICOS Y VARIABLES INTERNAS (RAM) MEMORIA DEL PROGRAMA DE USUARIO (RAM) MEMORIA DE LA

10 Memoria de usuario El programa de usuario normalmente se graba en memoria RAM, ya que no solo ha de ser leído por el microprocesador, sino que ha de poder ser variado cuando el usuario lo desee, utilizando la unidad de programación

el microprocesador, sino que ha de poder ser variado

11 En algunos autómatas, la memoria RAM se auxilia de una memoria sombra del tipo EEPROM La desconexión de la alimentación o un fallo de la misma borraría esta memoria, ya que al ser la RAM una memoria volátil necesita estar constantemente alimentada y es por ello que los autómatas que la utilizan llevan incorporada una batería que impide su borrado

al ser la RAM una memoria volátil necesita estar constantemente alimentada y es por

12 Memoria de la tabla de datos La memoria de esta área también es de tipo RAM, y en ella se encuentra, por un lado, la imagen de los estados de las entradas y salidas y, por otro, los datos numéricos y variables internas, como contadores, temporizadores, marcas, etc

los estados de las entradas y salidas y, por otro, los datos

13 Memoria y programa del sistema Esta memoria, que junto con el procesador componen la CPU, se encuentra dividida en dos áreas: la llamada memoria del sistema, que utiliza memoria RAM, y la que corresponde al programa del sistema o firmware, que es un programa fijo grabado por el fabricante y, por tanto, el tipo de memoria utilizado es ROM En algunos PLC se utiliza únicamente la EPROM, de tal forma que se puede modificar el programa memoria del sistema, previo borrado del anterior con UV (ultravioleta)

programa fijo grabado por el fabricante y, por tanto, el tipo de memoria utilizado es ROM En algunos PLC se utiliza únicamente

14 Memorias EPROM y EEPROM Independientemente de otras aplicaciones, este tipo de memorias tiene gran aplicación como memoria copia para grabación y archivo de programa de usuarios

15 Memorias internas Se almacena el estado de las variables que maneja el autómata: entradas, salidas, contadores, relés internos, señales de estado, etc Se pueden clasificar por el tipo de variables que almacenan y el número de bits que ocupa la variable:

internos, señales de estado, etc Se pueden clasificar por el

16 Posiciones de 1 bit (bits internos): Memoria imagen entradas/salidas Relés internos Relés especiales/auxiliares Posiciones de 8, 16 o más bits (registros internos) Temporizaciones Contadores Otros registros de uso general

17 Memoria imagen La memoria imagen almacena las últimas señales leídas en la entrada y enviadas a la salida, actualizándose tras cada ejecución completa del programa

18 Ciclo de tratamiento de las señales de entrada/salida a través de las memorias imagen: 1- Antes de la ejecución del programa de usuario, la CPU consulta los estados de las entradas físicas y carga con ellos la memoria imagen de entradas Durante la ejecución del programa de usuario, la CPU realiza los cálculos a partir de los datos de la memoria imagen y del estado de los temporizadores, contadores y relés internos El resultado de estos cálculos queda depositado en la memoria imagen de salidas 3- Finalizada la ejecución, la CPU transfiere a las interfaces de salida los estados de las señales contenidos en la memoria imagen de salidas, quedando el sistema preparado para comenzar un nuevo ciclo

imagen y del estado de los temporizadores, contadores y relés internos El resultado de estos cálculos queda depositado en la memoria imagen de salidas 3- Finalizada la

19 MEMORIA DE PROGRAMA IMAGEN DE ENTRADAS CPU IMAGEN DE SALIDAS INTERFAZ DE ENTRADAS MEMORIA DE DATOS INTERFAZ DE SALIDAS

20 Ciclo real INTERFAZ DE ENTRADAS A MEMORIA IMAGEN DE ENTRADAS EJECUCION DEL PROGRAMA MEMORIA IMAGEN DE SALIDAS A INTERFAZ DE SALIDAS

21 Carga en la memoria imagen de entradas de las entradas digitales Cuando se cierra el interruptor se guarda un 1 en el Bit del Byte 0 MODULO DE ENTRADAS DIGITALES n E0 n E1 n E2 n E3 n E4 n E5 n E6 n E7 n MASA 0 0 MEMORIA DE ENTRADAS (Bit) D Byte Byte N

22 Carga en la memoria imagen de entradas de las entradas analógicas + - EA 0 MASA CONVERSOR A/D 0 0 MEMORIA DE ENTRADAS (Bit) D D D D D D D D Byte Byte N

23 Transferencia de los datos contenidos en la memoria de salida a las salidas analógicas MEMORIA DE SALIDAS (Bit) 0-10V SA 0 MASA CONVERSOR D/A 0 D D D D D D D D Byte Byte N

24 Interfaces de entrada y salida Lógicas Entrada AC DC AC Salidas DC Por Relé Continuas Analógicas Entradas Salidas Digitales Entradas Salidas

25 Entradas y salidas lógicas +V R1 D1 R3 R4 R6 Señal de entrada C1 C2 R5 R2 Entrada Aislamiento ó p tico R1 Salida R2 +V B uffer R3 R4 C1 Señal de salida Aislamiento ó p tico

26 Entradas lógicas + +V +5V + R2 R3 R4 Sensor con salida de colector abierto tipo PN P - R1 C1 Señal TTL +5V + R2 R3 R4 Sensor com ún R1 C1 Señal TTL +5V V + Fuente externa Sensor con alim entación externa + R1 R2 C1 R3 R4 Señal TTL Señales de campo Común M odulo de entradas DC de tipo PNP

28 Características técnicas Aislamiento eléctrico entre canales Números de entradas por módulos Conexión externa Tensión de entrada Margen de entrada para nivel 1 Margen de entrada para nivel 0 Corriente en estado 1 Corriente en estado 0 Impedancia de entrada 1500 a 5000VAC 4, 8, 16 ó 32 Lógica positiva (PNP) o Lógica negativa (NPN) 12, 24, 48, 120VDC > 65 % de la tensión nominal < 25 % de la tensión nominal 2 a 10mA 0 a 3mA 800Ω a 12KΩ

29 Entrada lógica AC +5V E0 R1 D1 D2 R2 Sensor común C1 MOV1 C2 Señal TTL +5V E1 R1 D1 D2 R2 Fuente AC Común C1 MOV1 C2 Señal TTL Señal de campo Módulo de entrada AC

30 Características técnicas Aislamiento entre canales Números de entradas por módulos Tensión de entrada Margen de entrada para nivel 1 Margen de entrada para nivel 0 Tiempo de respuesta Corriente en estado 1 Corriente en estado 0 Impedancia de entrada 2500 a 5000VAC 4, 8, 16 ó 32 24, 48, 120, 220VAC > 65 % de la tensión nominal < 20 % de la tensión nominal 5 a 20ms 8 a 10mA 3 a 5mA 1 a 10KΩ

31 Salidas lógicas de tipo DC +5V R2 R3 Q2 Actuador 1 D1 D2 Señal TTL R1 Q1 +5V R2 R3 Q2 Actuador 2 D1 D2 Señal TTL R1 Q1 Módulo de salida DC PNP Fuente externa para los actuadores DC +

32 +5V R2 D2 Carga 1 R4 Señal TTL R1 Q1 Q2 +5V D1 R2 D2 Carga 2 R4 Señal TTL R1 Q1 R3 Q2 D1 Fuente externa para los actuadores DC + Módulo de salida NPN

33 Características técnicas Aislamiento entre canales Números de salidas por módulos Tensión de salida Corriente de salida Caída de tensión Tiempo de respuesta Frecuencia máxima de trabajo Temperatura de trabajo 1500VAC 4, 8, 16 ó VDC 100mA a 1A 0,2V a 1,5V 100 a 500µs 10 a 100Hz 5 a 55 C

34 Salidas lógicas de tipo AC +5V Actuador 1 R2 R3 TH1 R5 MOV1 Señal TTL R1 Q1 R4 C1 +5V Actuador 2 R2 R3 TH1 R5 MOV1 Señal TTL R1 Q1 R4 C1 Fuente externa para los actuadores AC Salidas logicas A C

35 Características técnicas Aislamiento entre canales Números de salidas por módulos Tensión de salida Corriente de salida Intensidad transitoria Caída de tensión Tiempo de respuesta Frecuencia máxima de trabajo Temperatura de trabajo 1500VAC 4, 8 ó 16 Hasta 250VAC 1 a 2A 20A por 100ms 3V a 6V 10 a 20ms 20Hz 5 a 55 C

36 Salidas lógicas por relé +V R2 Q2 Actuador 1 Señal TTL R1 Q1 D2 MOV1 D1 +V R2 Q2 Actuador 2 Señal TTL R1 Q1 D2 MOV1 D1 +V R2 Q2 Actuador 3 Señal TTL R1 Q1 D2 MOV1 D1 COM VAC ó VDC

37 Características técnicas Números de salidas por módulos Corriente de salida Corriente transitoria Corriente residual Caída de tensión Tiempo de respuesta Frecuencia máxima de trabajo Temperatura de trabajo 4 ó 8 1 a 2A 10A durante 40ms 0V 0V Típico 20ms 1 a 5Hz 5 a 55 C

38 Ciclo de trabajo de un Autómata Programable 1 Retardo de entrada 2 Vigilancia y exploración de las entradas 3 Ejecución del programa de usuario 4 Transmisión de las salidas 5 Retardo en salidas

39 L E C T U R A E N T R A D A S E J E C U C I O N T C P R O G R A M A A C T I V A R S A L I D A S

Documentos relacionados

Autómata Siemens S7-200

Autómata Siemens S7-200 El autómata S7-200 está constituido por la CPU S7-200 y una serie de módulos de expansión adicionales, hasta un máximo de 7 en el caso de la CPU 224. CPU S7-200 La CPU S7-200 está