Qué es un Autómata Programable?

Transcripción

1 ARQUITECTURA INTERNA DEL DEL AUTÓMATA PROGRAMABLE O PLC PLC Facultad Ciencias Carlos Canto Qué es un Autómata Programable? Un autómata programable industrial (API) o Programable logic controller (PLC), es un equipo electrónico, programable en lenguaje no informático, diseñado para controlar en tiempo real y en ambiente tipo industrial, procesos secuenciales. Un PLC trabaja en base a la información recibida por los sensores y el programa lógico interno, actuando sobre los accionadores la instalación.

2 Dón se usa un Autómata Programable? Un autómata programable suele emplearse en procesos industriales que tengan una o varias las siguientes necesidas: Espacio reducido. Procesos producción periódicamente cambiantes. Procesos secuenciales. Maquinaria procesos variables. Instalaciones procesos complejos y amplios. Chequeo programación centralizada las partes l proceso. Aplicaciones generales: Maniobra máquinas. Maniobra instalaciones. Señalización y control. Facultad Ciencias Carlos Canto Ventajas e inconvenientes los PLC's Entre la ventajas tenemos: Menor tiempo elaboración proyectos. Posibilidad añadir modificaciones sin costo añadido en otros componentes. Mínimo espacio ocupación. Menor costo mano obra. Mantenimiento económico. Posibilidad gobernar varias máquinas con el mismo PLC. Menor tiempo puesta en funcionamiento. Si el PLC queda pequeño para el proceso industrial pue seguir siendo utilidad en otras máquinas o sistemas producción. Y entre los inconvenientes: Adiestramiento técnicos. Costo.

3 PARTES DE UN AUTÓMATA PROGRAMABLE Fuente alimentación CPU Módulo entrada Módulo salida Terminal programación Periféricos. Facultad Ciencias Carlos Canto PARTES DE UN AUTÓMATA PROGRAMABLE

4 PARTES DE UN AUTÓMATA PROGRAMABLE Facultad Ciencias Carlos Canto TERMINALES DE PROGRAMACIÓN Programador profesional tipo PC Programador mano

5 Tipos PLC s De acuerdo al número Entradas y Salidas De gama baja: con E/S<256 De gama media: con 256<=E/S <=1024 De gama alta: con E/S>1024 Facultad Ciencias Carlos Canto Tipos PLC s De acuerdo a su conformación Compactos: tienen todas sus componentes electrónicas en un solo compartimiento Modulares: Las E/S son módulos o tarjetas inpendientes con varias E/S,que se acoplan al bus con conectores.

6 Ejemplo PLC s Compactos Facultad Ciencias Carlos Canto Algunos PLC s Modulares Ejemplo tarjeta o módulo e/s FESTO SIEMENS Facultad Ciencias Carlos Canto

7 Componentes un PLC Microprocesador Módulos entrada Imagen Imagen entradas Imagen Imagen salidas salidas Módulos salida salida El microprocesador no actúa en forma directa con las entradas y salidas l PLC. Para ello se usa la imagen entradas y la imagen salidas Facultad Ciencias Componentes un PLC Fuente Fuente alimentación alimentación Batería Batería programa programa Bus Bus interno interno Interfases Interfases entrada entrada De De datos datos temporizadores temporizadores contadores contadores Unidad Unidad central central imagen imagen E/S E/S Interfases Interfases De De salida salida Diagrama bloques la arquitectura un PLC

8 EL CPU La unidad central procesamiento es un sistema microprocesador que es la unidad toma cisiones en el PLC. También contiene el sistema memoria. El CPU monitorea las entradas toma cisiones basadas en las instrucciones sostenidas en su memoria programa, realiza conmutación, conteo, temporización comparación datos y operaciones secuenciales. Facultad Ciencias La CPU es el corazón l autómata programable. Es la encargada ejecutar el programa usuario mediante el programa l sistema (es cir, el programa usuario es interpretado por el programa l sistema). Sus funciones son: Vigilar que el tiempo ejecución l programa usuario no exce un terminado tiempo máximo (tiempo ciclo máximo). A esta función se le suele nominar Watchdog (perro guardián). Ejecutar el programa usuario. Crear una imagen las entradas, ya que el programa usuario no be accer directamente a dichas entradas. Renovar el estado las salidas en función la imagen las mismas obtenida al final l ciclo ejecución l programa usuario. Chequeo l sistema. EL CPU

9 s un PLC Programas Programas ejecutivos ejecutivos Firmware, Firmware, l l sistema sistema ROM ROM EPROM EPROM s s temporales temporales RAM RAM o o EPROM EPROM Programa y memoria l sistema o firmware Imagen Imagen o o tabla tabla estados estados entrada-salida entrada-salida (RAM) (RAM) datos datos Numéricos Numéricos y y variables variables Internas Internas (RAM) (RAM) l l programas programas usuario usuario (RAM) (RAM) la tabla datos l programa l usuario usuario Facultad Ciencias Programas Programas ejecutivos ejecutivos Firmware, Firmware, l l sistema sistema ROM ROM EPROM EPROM s s temporales temporales RAM RAM o o EPROM EPROM Programa y memoria l sistema o firmware s un PLC ROM, no accesible s el exterior, en la que el fabricante graba el programa monitor, sistema ejecutivo o firmware para realizar las siguientes tareas: Inicializa el PLC al energizar o restablecer (reset), inicia el ciclo exploración programa. Realiza autotest en la conexión y durante la ejecución l programa Comunicación con periféricos y unidad programación Lectura y escritura en las interfases E/S. Contiene el interprete l programa l usuario, si existe.

10 s un PLC La memoria imagen entradas y salidas: Almacena las últimas señales tanto las leidas en la entrada como las enviadas a la salida actualizándose tras cada ejecución completa l programa Las señales entrada consiradas para el cálculo no son las actuales la planta, sino las presentes en la memoria imagen leidos en el ciclo anterior. Y los resultados obtenidos no van directamente a la interfaz salida sino a la memoria imagen salidas cuando finaliza cada ejecución l programa. Facultad Ciencias imagen entradas y salidas Las imágenes entradas y salidas l proceso existen por tres razones: El sistema verifica todas las entradas al comenzar el ciclo. De este modo se sincronizan y congelan los valores estas entradas durante la ejecución l programa. La imagen l proceso actualiza las salidas cuando termina ejecutarse el programa. Ello tiene un efecto estabilizador en el sistema. El programa usuario pue accer a la imagen l proceso mucho más rápido lo que podría accer directamente a las entradas y salidas físicas, con lo cual se acelera su tiempo ejecución. Las entradas y salidas son unidas bit a las que se be accer en formato bit. No obstante, la imagen l proceso permite accer a ellas en formato bits, bytes, palabras y palabras dobles, lo que ofrece flexibilidad adicional.

11 Acceso a la memoria imagen Entrada y Salida programa programa CPU Imagen Imagen entradas entradas Interfaz Interfaz entradas entradas datos datos Imagen Imagen salida salida Interfaz Interfaz salidas salidas a) consulta entradas y carga en memoria imagen Facultad Ciencias Acceso a la memoria imagen Entrada y Salida a) consulta entradas y carga en memoria imagen

12 Acceso a la memoria imagen Entrada y Salida programa programa CPU Imagen Imagen entradas entradas Interfaz Interfaz entradas entradas datos datos Imagen Imagen salida salida Interfaz Interfaz salidas salidas b) Ejecución l programa cargando resultados en memoria imagen salida Facultad Ciencias Acceso a la memoria imagen Entrada y Salida programa programa CPU Imagen Imagen entradas entradas Interfaz Interfaz entradas entradas datos datos Imagen Imagen salida salida Interfaz Interfaz salidas salidas c) Transferencia resultados a interfaz salida

13 Interfases entrada y salida Establecen la comunicación entre la unidad central y el proceso. Filtran Adaptan Codifican Facultad Ciencias Clasificación las entrada y salida POR EL TIPO DE SEÑALES: Digitales 1 bit Digitales varios bits Analógicas POR LA TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN: De corriente continua ( estáticas 24/110 Vcc) De CD a colector abierto (PNP o NPN) De CA (60/110/220 Vca) Salidas por relevador ( libres tensión)

14 Interfaces entrada y salida misión : establecer un puente comunicación entre el autómata y el proceso Las interfaces entrada filtran, adaptan y codifican forma comprensible para la CPU, las señales procentes los elementos entrada. Las interfaces salida son las encargadas codificar, y amplificar las señales generadas durante la ejecución l programa antes enviarlas a los elementos salida. Interfaces entrada y salida En los autómatas pequeños, el tipo interfaces disponibles suele ser limitado, siendo las más frecuentes, clasificadas por entradas y salidas: Entradas Corriente continua a 24 ó 48 Vcc. Corriente alterna a 110 o 220 Vca. Analógicas 0-10 Vcc o 4-20 ma Salidas Por relé. Estáticas por triac a 220 Vca máximo. Colector abierto para 24 o 48 Vcc. Analógicas 0-10 V o 4-20 ma.

15 Clasificación las entrada y salida POR EL AISLAMIENTO: Con separación Galvánica (optoacopladores) Con acoplamiento directo POR LA FORMA DE COMUNICACIÓN CON LA UNIDAD CENTRAL: Comunicación serie Comunicación paralelo POR LA UBICACIÓN: Locales remotos Facultad Ciencias Ciclo operación l PLC (SCAN)

16 Ciclo operación l PLC (SCAN) arranque Leer Leer status status las las entradas entradas Actualizar Actualizar salidas salidas Ejecutar Ejecutar programa programa control control y y accionar/ accionar/ apagar apagar bobinas bobinas internas internas Ejecución l programa Facultad Ciencias