APUNTE: ARQUITECTURA PLC MODICON TSX MOMENTUM

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1 APUNTE: ARQUITECTURA PLC MODICON TSX MOMENTUM ÁREA DE EET Página 1 de 21

2 Derechos Reservados Titular del Derecho: INACAP N de inscripción en el Registro de Propiedad Intelectual #. de fecha - -. INACAP Página 2 de 21

3 INDICE Arquitectura PLC Modicon TSX Momentum.... Pág. 04 Bases de E/S (Entradas/Salidas).. Pág. 06 Adaptadores de Comunicación Pág. 07 Procesadores Pág. 08 Adaptadores opcionales.. Pág. 08 Componentes del Laboratorio de PLC Modicon TSX Momentum. Pág. 09 Instrucciones Básicas del PLC Modicon Pág. 10 Grupo de instrucciones Pág. 11 Bobina y contactos Pág. 11 Bobinas Pág. 11 Bobina Normal Pág. 12 Bobina con retención Pág. 12 Contactos Pág. 12 Contacto normalmente abierto Pág. 13 Contacto normalmente cerrado Pág. 13 Contacto de transición positiva Pág. 13 Contacto de transición negativa Pág. 14 Temporizadores Pág. 14 Simbología de un temporizador.. Pág. 15 Entradas Pág. 15 Salidas. Pág. 16 Componentes del temporizador Pág. 16 Contadores Pág. 17 Contador ascendente (UCTR). Pág. 19 Contador descendente (DCTR) Pág. 20 Página 3 de 21

4 ARQUITECTURA PLC MODICON TSX Momentum Página 4 de 21

5 TSX Momentum es una familia completa de productos de control con diseño modular flexible para crear un sistema que cubra las necesidades de inteligencia local distribuida en el punto de control. El sistema Modicon TSX Momentum incluye 4 componentes fundamentales que se conectan fácilmente entre sí en diversas combinaciones para crear sistemas y subsistemas de control versátiles. Los cuatro elementos fácilmente adaptables. Bases de E/S Adaptadores de comunicación. Adaptadores procesador. Adaptadores opcionales. Componentes fundamentales PLC TSX Momentun Página 5 de 21

6 Bases de E/S (Entradas/Salidas) Base E/S Momentum Las bases de E/S soportan el resto del sistema de control (adaptadores de comunicación y procesadores) que se conectan a la base E/S. Una amplia gama de bases de E/S disponibles, incluyendo E/S analógicas, discretas en tensiones de 24 VCC, 110 VAC y 220 VAC, bases con salidas a relé, bases con E/S combinadas, bases con funciones específicas (contaje, control de motores paso a paso) Página 6 de 21

7 Adaptadores de Comunicación Modicon TSX Momentum está diseñado para independizar las comunicaciones, de la base de E/S, creando el sistema de E/S realmente abierto que se puede adaptar a cualquier bus de campo. Al montar sobre la base de E/S un adaptador de comunicaciones, obtenemos una base de E/S remota que se conecta a cualquier bus de campo y respondiendo al administrador de la red. Las E/S pueden ser utilizadas en distintos tipos de arquitecturas, sistemas de control distribuido, centralizados, controles basados en PC, como complementos de diferentes proveedores. Página 7 de 21

8 Procesadores Son necesarios cuando un sistema de control necesita inteligencia local distribuida. Los procesadores Modicon TSX Momentum M1 equipados con CPU, RAM y memoria Flash, son compatibles con los PLC Quantum, Compact y 984 de Modicon y se conectan en las bases de E/S. Adaptadores opcionales El adaptador opcional va acompañado siempre de un adaptador procesador y le proporciona nuevas capacidades de red, reloj calendario y batería de seguridad. Página 8 de 21

9 Componentes del Laboratorio de PLC Modicon TSX Momentum Bases de E/S (Entradas/Salidas) E/S Discretas 170 ADM Supply voltage Supply range Mapa de E/S : 24 VDC : VDC : 1 input word 1 output word E/S Analógicas 170 AMM Supply voltage Supply range Mapa de E/S Input analógicas : 4 Input discretas : 4 Output analógicas : 2 Output discretas : 2 Procesadores : 24 VDC : VDC : 5 input word 5 output word Procesador 171 CCS Internal memory User memory Flash RAM Clock speed Comunicación : 64K bytes : 2,4K word : 256K bytes : 20 Mhz : 2 Modbus port Procesador 171 CCC Internal memory User memory Flash RAM Clock speed Comunicación : 544K bytes : 18K word : 512K bytes : 50 Mhz : Modbus port Ethernet port Página 9 de 21

10 INSTRUCCIONES BASICAS DEL PLC MODICON. Introducción. La programación de controles eléctricos implica que un usuario implemente instrucciones codificadas de operaciones en forma de objetos visuales organizados en forma de ladder logic. Los objetos de programa diseñados, a nivel del usuario, se convierten, durante el cargado del proceso, en códigos operacionales comprensibles para un ordenador. Los códigos operacionales se decodifican en la CPU y son procesados a través de las funciones de firmware del controlador para implementar el control deseado. Página 10 de 21

11 Grupos de instrucciones. Todas las instrucciones están reunidas en uno de los grupos siguientes: Instrucciones de comunicación ASCII Instrucciones para contadores y temporizadores Instrucciones de E/S rápidas Loadble DX Instrucciones matemáticas Instrucciones matriciales Generales Instrucciones Move Instrucciones especiales Bobinas y contactos Bobina y Contactos. Bobinas. Una bobina es una salida binaria que se activa y desactiva de acuerdo al flujo de señal en el programa lógico. Una bobina simple vincula una referencia 0X en la memoria de señal del PLC. Debido a que sus valores de salida se actualizan en la memoria de señal del PLC, se puede usar una bobina internamente en el programa lógico o externamente a través de la dotación de E/S con una unidad de salida binaria en el sistema de control. Cuando una bobina esta activa, trasmitirá señal a un circuito de salida binario o cambiará el estado de un relé interno en la memoria de señal. Página 11 de 21

12 Bobina Normal. Es una salida binaria que se muestra como una referencia 0X. Se encuentra activa o inactiva, dependiendo del flujo de señal en el programa. Figura 1. Bobina con retención. Si se energiza una bobina con retención (con enclavamiento) cuando el PLC pierde su alimentación, la bobina retornará al mismo estado par un ciclo cuando se restaure la alimentación del PLC. Contactos. Figura 2. Los contactos se utilizan para transmitir o inhibir una señal en un programa de ladder logic (diagrama escalera). Son valores binarios, o sea, cada uno requiere u punto de E/S en la ladder logic. Un contacto simple puede ser vinculado con un número de referencia 0X ó 1X en la memoria de señal del PLC. Se dispone de cuatro clases de contactos: Página 12 de 21

13 Contacto normal abierto (N.O). Este contacto conduce señal cuando se encuentra activado. Figura 3. Contacto normal cerrado (NC). Conduce señal cuando se encuentra desactivado. Contacto de transición positiva. Figura 5. Conduce señal solamente por un ciclo cuando su transición es de OFF a ON. Figura Nº 6 Página 13 de 21

14 Contacto de transición negativa. Conduce señal solamente por un ciclo cuando su transición es de ON a OFF. Figura 7. Temporizadores. El temporizador es un elemento de programa cuya función es acumular tiempo cuando sus condiciones de entrada cumplen con ciertos requisitos. El valor de tiempo acumulado es almacenado en un registro interno del PLC (registro tipo 4XXXX). Una vez que el valor almacenado (tiempo acumulado) del temporizador llega a un valor determinado (preset time, tiempo prefijado) cambian las condiciones de salida. Esto puede ser usado por el usuario para generar, por ejemplo. Temporizadores a la conexión. Temporizadores a la desconexión. Relojes de tiempo real, etc. El PLC Modicon dispone de tres bases de tiempo para usar en temporizadores: 1.0; 0.1 y 0.01 segundos.(t1.0; T0.1; T0.01). Página 14 de 21

15 Dependiendo de la base que se selecciona será el tiempo que podrá acumular el temporizador, teniendo su limite superior 9999 unidades de base de tiempo; en caso de querer obtener tiempos superiores, se pueden conectar en cascada el número de temporizadores que se desee. Control Puesta a cero (reset) Tiempo prefijado Base de tiempo Tiempo Acumulado Salida 1 Salida 2 Figura 8. Simbología de un temporizador. A continuación se entrega la función de cada una de las partes que componen el temporizador. Entradas. Control. Como su nombre lo indica, esta entrada controla el funcionamiento del temporizador. Mientras esta entrada este energizada, el temporizador acumulará tiempo, lo anterior es siempre y cuando la entrada de RESET este energizada. Reset. Si esta entrada se desenergiza, no importando la condición de la entrada CONTROL, el temporizador se irá a cero, es decir, el registro que contiene el valor de tiempo acumulado se pondrá a cero. Mientras esta entrada se mantenga energizada, el temporizador está en condiciones de acumular tiempo, siempre y cuando no se haya llegado al valor preestablecido (preset). De lo anterior se puede concluir que mientras la entrada de RESET esta energizada, el temporizador mantendrá su valor de tiempo acumulado, no importando si la señal de CONTROL sea una señal pulsante, en este último caso, el temporizador acumulará tiempo durante los periodos en que la señal de CONTROL este en estado Página 15 de 21

16 Salidas ON, por lo tanto los temporizadores son siempre retentivos mientras se mantenga la entrada de RESET energizada. Salida 1. Esta salida se activa una vez que el tiempo contado sea igual al tiempo prefijado, tan pronto sucede lo anterior, el temporizador se detiene. Esta salida se desenergiza una vez que el tiempo contado se va a cero, esto es, cada vez que la entrada de RESET se desenergiza. Salida 2. Esta salida opera en forma inversa a la primera, es decir, está energizada mientras el temporizador no llega al tiempo prefijado, y se desenergiza cuanto el tiempo contado sea igual al tiempo prefijado. A cualquiera de estas dos salidas se le puede conectar cualquier otro elemento de programa, tales como bobinas, contactos, bloques aritméticos, etc. Componentes del Temporizador: Tiempo prefijado (preset time). En esta posición del temporizador va ubicado el tiempo prefijado el cual limita el máximo de tiempo de acumulación y por lo tanto, de acuerdo a este valor es cuando las salidas 1 y 2 cambien su estado. Para determinar el valor del tiempo prefijado del temporizador, se permiten las siguientes posibilidades: Un valor entre 0 y 999 (984/X ; 0 ~ 9999) Un registro interno o salida (4XXXX) Un registro de entrada ( 3XXXX) Al referirnos a un registro, nos estamos refiriendo al contenido de tal registro; lo anterior permite poder presentar una temporización de acuerdo a cierta lógica interna, por ejemplo, como el resultado de una comparación, de una suma, etc, o bien de acuerdo a una señal análoga o tipo BCD proveniente de terreno que ingresa al PLC por medio de un módulo. Base de Tiempo. El PLC Modicon dispone de 3 señales pulsantes con cristales de cuarzo, estas señales tienen frecuencias de 1 Hz, 10 Hz, 100 Hz, con las cuales se obtienen 3 bases de tiempo para usar con temporizadores, ellas son de 1.0; 0.1; 0.01 segundos ( T1.0; T0.1; T0.01) por lo tanto de acuerdo a la base de tiempo que se Página 16 de 21

17 seleccione es el tiempo que puede acumular el temporizador, teniendo su limite superior en 9999 unidades. Tiempo Acumulado. En esta posición del temporizador va la referencia de un registro (4XXXX), el cual contiene el tiempo acumulado que lleva el temporizador. Además, el contenido de este registro puede ser usado por cualquier parte de la lógica del PLC. Contadores. Los contadores son instrucciones de programa que cumplen la función de contar eventos cada vez que sus condiciones de entrada cumplan ciertos requisitos. El número de eventos contados es almacenado en un registro interno del PLC (tipo 4XXXX). Una vez que el valor almacenado (eventos contados) llegue a un valor predeterminado ( preset events, eventos prefijados), las condiciones de salida del contador cambian, las cuales pueden ser usadas por el usuario. Hay dos tipos de contadores: Contador ascendente (UCTR) Contador descendente (DCTR) El símbolo de los contadores, sus campos y entradas de control y salidas de estados se muestra a continuación. Cuenta de flancos Habilitación / Reset Eventos prefijados UCTR DCTR Eventos contados (4XXXX) ON: Cuando cuenta igual al valor predefinido ON: Cuando cuenta menor al valor predefinido Figura 10. Página 17 de 21

18 El contador posee dos entradas ubicadas del lado izquierdo, dos salidas ubicadas del lado derecho, y dos campos en el interior de la instrucción. Eventos prefijados (preset events). En esta posición del contador es donde se define el valor hasta el cual el contador ascendente deberá contar, o desde que valor el contador descendente empieza a decrementar hasta llegar a cero. Para fijar el valor de eventos prefijados del contador, se permiten las siguientes posibilidades: Un valor fijo entre 0 a 9999 Un registro interno o salida (4XXXX). Un registro de salida (3XXXX). Eventos contados. Es donde se van acumulando los flancos leídos, o bien, en el caso de un contador descendente, donde se decrementan los flancos leídos. En esta posición del contador va la referencia de un registro (4XXXX), el cual tiene en su interior el número de eventos contados. La entrada superior es quien detecta los flancos de OFF a ON. La entrada inferior es quien habilita la cuenta o bien pone el contador a 0. La salida superior es quien indica, cuando está en ON, que el contador ascendente llegó al valor predefinido, o bien que el contador descendente llegó a cero (cuenta finalizada). La salida inferior, cuando está en ON, indica que el contador no finalizó la cuenta. Página 18 de 21

19 Contador ascendente (UCTR). El contador ascendente cuenta las transiciones de OFF a ON de la entrada superior, desde cero a un valor prefijado. Cuenta de flancos de OFF a ON Eventos prefijados UCTR ON: Cuando cuenta igual al valor predefinido Habilitación / Reset Eventos contados (4XXXX) ON: Cuando cuenta menor al valor predefinido Figura 11. En el campo superior de la instrucción, se define hasta qué número debe contar el contador. Esta definición puede hacerse de manera explícita poniendo en tal campo directamente el número, o bien de manera implícita, poniendo registros del tipo 3X ó 4X, dentro de los cuales se define el número hasta el cual llega la cuenta. En el campo inferior de la instrucción, se define un registro del tipo 4X que es la posición de memoria donde evoluciona el contador. Estando el contador habilitado, se puede ver la evolución de la cuenta inspeccionando este registro. Una vez que el valor en este campo llegó al valor definido en el campo superior, el contador se detiene: no se acumulan más valores y no se leen más flancos en su entrada superior. La cuenta se reinicia cuando se le quite power flow a la entrada inferior, que es la que lleva a cero el registro de acumulación de la cuenta. La entrada superior es quien cuenta los flancos y los acumula en el campo inferior de la instrucción. El flanco se lee siempre y cuando la entrada inferior tenga power flow, habilitando así la operación. La entrada inferior es la que, con power flow presente, habilita el conteo. Al quitarle power flow deshabilita el conteo poniendo en cero (0) el campo inferior, que es donde se va acumulando la cuenta. Página 19 de 21

20 La salida superior con power flow, indica que el valor acumulado en el campo inferior de la instrucción igualó al valor definido en el campo superior. Mientras tanto el valor acumulado en el campo sea inferior al valor definido en el campo superior, esta salida permanece en OFF. La salida inferior con power flow, indica que el contador no llegó al valor definido en el campo superior. Cuando el valor acumulado en el campo inferior de la instrucción iguala al valor definido en el campo superior, el power flow se retira de esta salida. Trabaja de manera complementaria a la salida superior. Contador Descendente (DCTR). El contador descendente cuenta las transiciones de OFF a ON (ausencia-presencia de power flow) de la entrada superior, desde un valor predefinido a cero. Cuenta de flancos de OFF a ON Eventos prefijados DCTR ON: Cuando cuenta igual al valor predefinido Habilitación / Reset 4XXXX ON: Cuando cuenta menor al valor predefinido Figura 12. En el campo superior de la instrucción, se define desde qué número -hasta cero- debe contar el contador (a definición de este campo es igual que en el contador ascendente). En el campo inferior de la instrucción, se define un registro del tipo 4X que será la posición de memoria donde evolucionará el contador. Estando el contador habilitado se puede ver la evolución de la cuenta inspeccionando este registro. Una vez que el valor en este campo llegó a cero, el contador detiene la cuenta, no leyendo más flancos en su entrada superior. La cuenta se reinicia cuando se le quite power flow a la entrada inferior que es la que aplica un reset a este registro. Página 20 de 21

21 La entrada superior es la que cuenta los flancos, y va decrementando el valor del registro en el campo inferior de la instrucción. El flanco será leído siempre y cuando la entrada inferior, tenga power flow habilitando la operación. La entrada inferior es la que, con power presente, habilita el conteo. Al quitarle power flow deshabilita el conteo, poniendo en el registro inferior el valor inicial definido en el campo superior. La salida superior con power flow, indica que el valor acumulado en el campo inferior de la instrucción llegó a cero (finalizó la cuenta). Hasta tanto el valor del registro inferior sea distinto de cero, esta salida permanece en OFF. La salida inferior, con power flow, indica que el contador no llegó a cero. Su estado pasa a OFF al alcanzar el registro inferior el valor cero. Trabaja de manera complementaria a la salida superior. Página 21 de 21