Primera parte Introducción: (Ésta parte la tenés que leer y resolver en tu casa antes de la primera clase de la estación)

Transcripción

1 PLC Guía de Estudios Controladores Lógicos Programables Primera parte Introducción: (Ésta parte la tenés que leer y resolver en tu casa antes de la primera clase de la estación) Hacia la época de la revolución industrial aparecieron los primeros sistemas automáticos. Básicamente estos sistemas eran mecanismos que se basaban en rodillos con levas que al girar iban accionando piezas que se movían según la secuencia deseada. Inicialmente se utilizaron en artefactos recreativos (existieron maniquíes capaces de tocar una melodía en el piano) o cajitas de música. Esta tecnología fue incorporada a la industria logrando aumentar enormemente la productividad. Hoy en día se pueden ver este tipo de sistemas en los motores de los automóviles Otras tecnologías se fueron incorporando para lograr automatismos cada vez más complejos y eficientes surgiendo así sistemas automáticos con tecnología neumática o hidráulica. La aparición de nuevas tecnologías no implica necesariamente la eliminación de las anteriores sino que se incorpora a la variedad de posibilidades permitiendo escoger la más adecuada. De éste modo es posible encontrar hoy en día automatismos de cualquier tecnología. Cuando se incorporó la tecnología eléctrica resultó un enorme avance para la época incorporando una gran versatilidad, sencillez de implementación, capacidad para desarrollar automatismos de gran complejidad y gran confiabilidad. Al disponer de tecnologías más avanzadas es lógico que se implementen sistemas cada vez más sofisticados que debido a su complejidad resultarían muy difíciles de realizar con la tecnología anterior. De este modo se vuelve a la situación en la cual comienza a resultar dificultoso resolver los nuevos problemas con la tecnología disponible. Para implementar un automatismo complejo en forma eléctrica es necesario contar con una gran cantidad de interruptores, algunos de los cuales son accionados por partes móviles de las máquinas y en base a esta información se deberán tomar las decisiones acerca de las acciones que deberán realizar los actuadores, por lo cual se deben realizar complejos circuitos combinando circuitos serie y paralelo. Para diversas funciones se utilizan unos dispositivos que Guía de Estudios PLC TPP pag. 1/5

2 consisten en un conjunto de interruptores preparados para ser accionados por señales eléctricas (no cuentan con botones ni palancas) llamados relé. Es fácil imaginarse que circuitos con tal cantidad de dispositivos eléctricos y que deban soportar un trabajo continuo (pueden tener miles de accionamientos por día) requerirán de un mantenimiento continuo y sufrirán un gran desgaste. Si se deseara modificar el comportamiento de una máquina automatizada mediante un circuito eléctrico habría que modificar dicho circuito ( Desconectar y volver a conectar un montón de cables!) lo cual es mucho más sencillo que modificar partes mecánicas, pero de todos modos, en sistemas complejos requieren mucho trabajo, sobre todo teniendo en cuenta que cada prueba que se desee realizar implica una nueva modificación. Hacia la década del 60 la tecnología electrónica había adquirido un desarrollo importante por lo cual la empresa General s decidió encargar el desarrollo de un dispositivo electrónico que fuera capaz de reemplazar a los sistemas eléctricos ya que los sistemas electrónicos (basados en transistores en lugar de interruptores) tienen una vida útil mucho mayor por no tener piezas móviles ni contactos que se desgasten. Los nuevos dispositivos debían ser programables lo cual sumaría facilidad para producir modificaciones. Otra de las especificaciones que se le dieron a éstos nuevos dispositivos es que fueran programables mediante la misma lógica que los sistemas eléctricos, para que pudieran ser programados por la misma gente que implementaba los sistemas eléctricos ya que eran quienes mejor conocían lo concerniente a automatizaciones, lo que dio lugar al clásico lenguaje que se utiliza hoy en día llamado lenguaje de escalera (ladder en inglés). Por lo anterior dicho a éstos dispositivos se los llamó controladores lógicos programables o mas familiarmente PLC por su sigla en inglés (programmable logic controler). Una de las características de los PLCs es su gran confiabilidad imprescindible para los ambientes industriales, en los cuales los PLCs deben trabajar por largos períodos sin fallar soportando temperaturas extremas, vibraciones, polvo, etc. Un sencillo ejemplo de automatización: Supongamos que se desea realizar un sistema para que al llegar una pieza a una posición se active un motor. Si decidimos realizar éste sistema mediante un circuito eléctrico lo primero que debemos observar es que se necesita un sensor que detecte la presencia de la Guía de Estudios PLC TPP pag. 2/5

3 pieza; como estamos implementando un sistema eléctrico necesitaremos que éste sensor abra o cierre un circuito eléctrico. Optaremos en consecuencia por usar un interruptor que esté diseñado para ser accionado por una pieza como la que se desea detectar. La única diferencia con los interruptores comunes es que éstos están mecánicamente diseñados para ser accionados con los dedos. Desde el punto de vista del funcionamiento eléctrico no hay diferencias. Éste sensor recibe el nombre de microswitch. Armaremos el sistrema para que al ser de forma tal que al detectar la pieza el microswitch cierre un contacto y si no se lo acciona el contacto permanecerá abierto; diremos entonces que el microswitch es normalmente abierto Fuente de energía eléctrica Microswitch Cuando llegue la pieza accionará al microswitch y se cerrará el contacto Si se cierra el contacto aparece el camino cerrado que permite la circulación de la corriente; como consecuencia de ello gira el motor Como los que trabajan con éste tipo de sistemas son electricistas conocen muy bien las leyes de la electricidad por lo cual no necesitan conocer el circuito eléctrico porque ya saben que debe haber un camino cerrado y una fuente de alimentación; por ello pueden hacer una representación mas simplificada en la cual se elimina la fuente de alimentación y el camino cerrado dejando únicamente los contactos y salidas lo cual hace el dibujo mas sencillo y permite concentrarse en la lógica del circuito. A éste tipo de diagrama se lo denomina diagrama de escalera o ladder. Diagramas de escalera: Introducción Los diagramas de escalera se confeccionan poniendo los contactos y salidas en líneas horizontales en lugar de circuitos cerrados. Del lado izquierdo se colocan los contactos y del lado derecho las salidas. Todos los extremos de las líneas horizontales se unen mediante líneas verticales (una para cada extremo) que representan los dos polos de la fuente de alimentación; a consecuencia de esto el diagrama adquiere un aspecto al que debe su nombre. Éste diagrama representa la lógica de un sistema en el cual circula un flujo simbólico de derecha a izquierda. En realidad se puede representar la lógica de cualquier sistema en el cual circula un flujo como ser un sistema hidráulico o Guía de Estudios PLC TPP pag. 3/5

4 neumático por lo cual se reemplazan los símbolos eléctricos por otros abstractos ya que la misma función que comple un interruptor eléctrico la puede cumplir una válvula en un sistema hidráulico o neumático. Para nuestro diagrama será una entrada. El símbolo del pulsador se reemplazará por el de entrada: Pulsador normal abierto P1 Nombre del pulsador Se reemplaza por: Entrada E1 Nombre de la entrada Éste tipo de pulsador es un interruptor eléctrico que en su estado normal mantiene el circuito abierto; cuando es accionado cierra el circuito permitiendo la circulación de corriente; cuando se lo libera retorna a su estado normal El símbolo del motor, una lamparita o cualquier actuador se reemplazará por el de salida: Lamparita Se reemplaza por: salida S1 Nombre de la salida Cualquier tipo de actuador se reemplaza por el mismo símbolo porque para el PLC es una salida y es indistinto que actuador se conecte a ella Por lo tanto el diagrama de escalera que represente el funcionamiento del circuito anterior será el siguiente: Guía de Estudios PLC TPP pag. 4/5

5 Pulsador La configuración de un escalón toma un aspecto como si al circuito eléctrico se lo estirara partiendo la fuente de energía y colocando un polo de cada lado. Una restricción que se impone a los diagramas de escalera es colocar todas las entradas a la izquierda del escalón y las salidas a la derecha; en un circuito eléctrico ésta restricción no existe ya que el orden de los elementos en un circuito serie no altera el comportamiento. Una restricción que se impone a los diagramas de escalera es que se debe colocar solo una salida por escalón. En los circuitos eléctricos ésta restricción no existe porque se pueden colocar elementos en serie (aunque la potencia que llegue a cada actuador será menor). En un circuito eléctrico también se pueden colocar actuadores en paralelo para accionarlos con la misma combinación de interruptores; en el diagrama de escalera se deberá duplicar el escalón para mantener una sola salida por escalón. Cuando se deban manejar varios actuadores no hay inconveniente en analizarlos por separado y confeccionar un diagrama de escalera para cada uno; finalmente se coloca cada diagrama uno a continuación del otro y se obtiene el programa completo. Seguí este link para resolver los ejercicios correspondientes: Guía de Estudios PLC TPP pag. 5/5