Sistemas Automáticos - Tema 16

Transcripción

1 Sistemas Automáticos - Tema 16

2 Definición de autómata programable Campo de aplicación Arquitectura Principios básicos de funcionamiento Programación del autómata 2

3 Un autómata programable (AP), también llamado PLC (Programmable Logic Controller) 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. (Según IEC 61131) 3

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5 Norma IEC Especifica las funciones que ha de tener un autómata programable, y estandariza el modelo de software y los lenguajes de programación para los equipos Partes de la norma IEC 61131: Parte 1: Información general Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equipos Parte 3: Lenguajes de programación Parte 4: Guías de usuario Parte 5: Comunicaciones 5

6 Tecnología cableada Tecnología programada 6

7 Tecnología cableada Tecnología programada j Ventajas: Ventajas: j Simplicidad Aptos para personal poco cualificado Poco tiempo de reparación ante fallos Flexibilidad Ocupan poco espacio Mantenimiento sencillo Inconvenientes: Ocupa mucho espacio Poca flexibilidad Mantenimiento costoso No se adaptan a funciones de control complejas Campo de uso: Adecuados para problemas de automatización sencillos Inconvenientes: Caros para aplicaciones sencillas Necesidad de personal cualificado Tiempo de reparación alto entre fallos Campo de uso: Su coste se compensa para aplicaciones de complejidad media/alta 7

8 Complejidad de las aplicaciones y de los autómatas Aplic caciones TSX Premium S7-300 S7-400 S7-200 TSX Micro Nº E/S TSX Nano

9 Estructura típica de un autómata 9

10 Configuración del sistema de E/S Centralizadas Autómatas compactos y μautómatas (+ módulos) Autómatas modulares (+módulos y +bastidores) Distribuidas Bus de campo Disminuyen los costes de instalación (menos cableado) Aumentan la seguridad de la transmisión (menos cables y transmisión digital de la información) 10

11 Comunicaciones Buses de campo: AS-i PROFIBUS CANopen Redes industriales: ETHERNET Industrial MODBUS Inalámbricas Wifi Bluetooth Zigbee 11

12 Interfaces de entrada/salida Establecen la comunicación entre CPU y proceso: Filtran, adaptan y codifican las señales de entrada Decodifican y amplifican las señales de salida. Entradas estándar CC a 24 ó 48 V CC Por relé Salidas estándar Estáticas por triac a 220 V (máx.) AC a 110 ó 220 V AC AC Colector abierto a 24 ó 48 V CC Analógicas de 0-10 V o 4-20 ma Analógicas de 0-10 V o 4-20 ma 12

13 Estructura de la memoria del autómata Memoria de p g programa Imagen de salidas Imagen de entradas IInterfaz f de entradas Sensores Memoria de datos Interfaz de salidas Actuadores 13

14 Ciclo de funcionamiento Tensión Comprobación del sistema físico (hardware) Borrado de variables internas internas, temporizadores y contadores Proceso inicial Proceso común Ejecución del programa y e/s de datos Puesta a cero del perro guardián Comprobación de conexiones y memoria Servicio a periféricos externos 14

15 Ciclo de funcionamiento Ejecución del programa y e/s de datos Comprobación correcta? NO SÍ Lectura del interfaz de entrada Ejecución del programa de usuario Indicador de error Escritura de la interfaz de salida 15

16 Ciclo de funcionamiento El modo habitual es la ejecución cíclica En algunos casos son necesarios otros modos: Ejecución controlada por tiempo Ejecución controlada por alarmas 16

17 Lenguajes literales Lista de instrucciones (Instruction List, IL) Texto estructurado (Structured Text, ST) IL LD Entrada_Manual OR Entrada_Automática AND Desbloqueo ST Funcionamiento LD Entrada_01 Lenguajes gráficos 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 Diagrama de bloques funcionales (Function Block Diagram, FBD) Diagrama de escalera (Ladder Diagram, LD) S_01 S_01 S_02 S_03 Manual ( ) LD S_01 S_02 S_03 XOR Tiempo_01 TON Lámpara T#12s400ms FBD Tiempo actual 17

18 Metodología de diseño de sistemas secuenciales ` ` El enfrentamiento a sistemas de automatización muy complejos exige la adopción de una metodología. L más Las á extendidas did son: GRAFCET GRÁFico de Control de Etapa Transición (IEC-60848) GEMMA Guía de Estudio de los Modos de Marcha y Parada [ÆArrêts ] 18