Post on 16-Jan-2016
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CONTROL SECUENCIAL Y PROGRAMACIÓN DE PROCESOS SECUENCIALES CON GRAFCET
• Control secuencial vs control enlace• Secuencia de un proceso automatizado• Elementos de GRAFCET• Programación con GRAFCET
Sistemas integrados de Manufactura
Programación de PLC
Comparación de control enlace y control secuencialControl secuencial :
• Son procesos que se ejecutan en varias etapas claramente delimitadas uno del otro.
• La transición de una etapa al otra depende de las condiciones de transición
• Característica de controles secuenciales es en, en general, que únicamente una sola etapa esta
activa a la vez (o varias etapas si el proceso se programo así explícitamente).
• Herramientas de programación son diagramas de función y GRAFCET
Control enlace:
• Son controles que se programa a base de enlaces (o conexiones) booleanas: Durante un ciclo se
consideran y ejecutan todas las conexiones lógicas.
• El control enlace típicamente esta caracterizado que no hay una secuencia en el proceso: La mayoría
de las condiciones del programa de control se evalúan y ejecutan a la vez, independientemente del
tiempo
• Herramientas de programación de control enlace son las tablas de verdad y ecuaciones de algebra
booleana.
....en contrario......
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Programación de PLC Aplicaciones del control enlace
Ejemplos típicos de control enlace se encuentran
en aplicaciones donde aspectos de seguridad son
de mucha importancia: La supervisión de las
condiciones se hace permanente, independiente-
mente del tiempo:
• Protección: una maquina debe prender
solamente cuando todos los dispositivos de
seguridad están activados
• Bloqueo (o obturación) de seguridad
El control enlace se elabora a base de las
combinaciones booleanas básicas AND, OR y NOT
con cuales se pueden establecer controles de
cualquier complejidad.
Ejemplo: Un dispositivos H1 se prende cuando 2 de 3 sensores sS1, S2, y S3 están activos:
Tabla de verdad Ecuación booleana
Programación en KOP y FUP
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Programación de PLC
La control secuencial tiene siguientes ventajas:
• Por la subdivisión del proceso en una serie de
etapas se facilita una posible ampliación del
control.
• Facilita el mantenimiento.
• Se puede representar y programar de manera
grafica con GRAFCET
• Por la representación grafico del control
orientado al proceso es mas fácil detectar
errores de programación
Ejemplos típicos de la aplicación de controles
secuenciales son controles de maquinas herramientas
de procesos manufactureras o el control de recetas en
el la ingeniería de procesos.
Aplicaciones de control secuencial
Ejemplo de un diagrama de funcion de un proceso
de control de calidad
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Programación de PLC Ejemplo de un proceso secuencial
Cilindro 1A1 Alimentador y presado
Cilindro 2A1 Avance del taladro
Cilindro 2A1
Expulsador
Actividad:
Elaborar la descripción de la secuencia del proceso de
la instalación del taladro
• Alimentar pieza y prensado de la
misma
• Activar motor del taladro
• Taladrar pieza
• Retroceder taladro
• Apagar motor de taladro
• Soltar la pieza
• Expulsar la pieza
• Retroceder cilindro Expulsador
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Programación de PLC Programacion secuencial con GRAFCET
• GRAFCET desarrollado en Francia y es una herramienta imprescindible para automatizar
procesos secuenciales de cierta complejidad con el PLC.
• GRAFCET esta normado en IEC 60848 del abril 2002.
• GRAFCET es un diagrama funcional que describe la evolución del proceso que se
pretende automatizar, indicando las acciones que hay que realizar sobre el proceso y que
informaciones provocan.
• Partiendo de diagrama funcional, se obtienen las secuencias que hay que programar en
un PLC.
• Además facilita la comunicación entre personas de diferentes niveles de formación.
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Programación de PLC Elementos de GRAFCET
Etapas, Condición de transición y Acciones
Etapa inicial
Condición de transición CT
Etapa
Conexiones dirigidas
Acción o AccionesEn GRAFCET
• Las etapas se representan con un cuadro y un numero, la etapa inicial se representa con un
doble cuadro
• El proceso de descompone en una serie de etapas que son activada una tras otra y por tal existe
una condición que se ha de cumplir para pasar de una a otra etapa
• Siempre (y sin excepción) se alternan etapas y condiciones de transición
• Las acciones asociadas a las etapas se representan con un rectángulo donde se indica el tipo de
acción a realizar (parar Bomba, activar Motor etc.)
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Programación de PLC Elementos de GRAFCET
Ramificación condicional entre varias secuencias
Cuando existen, en un proceso, secuencias alternas
mutuamente excluyentes, se representan como se
muestra en la imagen:
• si se cumple condición d, se ejecutan etapa 3 y 4.
• si se cumpla condición g, se ejecuta etapa 5.
Secuencias simultaneas
Se utiliza cuando se ejecutan secuencias que no tengan
ninguna interrelación y se representan con trazos
paralelos:
• La condición de transición activa las secuencias
parciales independientes (etapas 3/4 y 5/6
respectivamente) de manera simultanea
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Programación de PLC Elementos de GRAFCET
Condiciones de transición
• La condición de transición se hace a través de una formulación lingüística. Ejemplo: puerta
cerrada y no hay presión
• Se puede utilizar símbolos. Ejemplo: T>8°C , + para AND etc.
• Se puede utilizar ↑ y ↓ para flanco ascendente y flaco descendente respectivamente
• Se puede utilizar condiciones por tiempo: Ejemplo : t/3/10s ( la activación se produce cunando
el temporizador en la etapa 3 alcanza 10segundos).
• Condiciones activas e inactivas y : Ejemplo: La activación de la próxima etapa se produce
cuando el final de carrera F1 esta activa, inactiva respectivamente
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Programación de PLC Elementos de GRAFCET
Acciones: Una vez que la etapa esta activa, las acciones asociadas
puede activarse
Hay varas posibilidades:
• Acciones activas mientras este activada la etapa correspondiente
se representa con un rectángulo sencillo
• Para acciones condicionales se añade un símbolo │ y una variable
(ejemplo: Motor 2 se activara en E9 cuando en la etapa 0 se ha
transcurrido 5 segundos).
• Se puede iniciar una acción en una etapa (E4) y desactiva en una
de las siguiente etapas (E9)
• Con flechas ↑ y ↓ se indica ,que una acción inicia al inicio de la
etapa ↑ o al final de una etapa ↓.
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Programación de PLC Elementos de GRAFCET
Acción continua
Condición
Acción continua condicionada
Acción al inicio de la etapa
Acción al dinar de la etapa
Acciones
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Programación de PLC Actividad GRAFCET
Cilindro 1A1 Alimentador y presado
Cilindro 2A1 Avance del taladro
Cilindro 2A1
Expulsador
Actividad: Elaborar con GRAFCET la secuencia del sitema de taladro
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Programación de PLC Actividad GRAFCET: Solución
0
1
2
3
4
Start * Posición inicial
Prensar
presado
Motor taladro = 1
Motor taladro activado
Taladrar
Cilindro taladro extendido
5
6
7
8
Cilindro taladro retrocedido
Motor taladro = 0
Motor taladro desactivado
Soltar
Presa soltada
Expulsar
Expulsador extendido
Expulsador retrocedido
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Programación de PLC Programación secuencial con GRAFCET
1. Proceso descompuesto en etapas
que se activan de forma secuencial
2. Cada etapa tiene una o varias
acciones que se activan solamente
cuando la etapa este activo
3. La etapa se activa sólo cuando la
precedente lo esta y la condición de
transición entre ambos ha sido
activada
4. La activación de una condición de
transición implica la activación de la
etapa siguiente y la desactivación de
la precedente
Reglas de GRAFCET
Una vez representado el proceso se obtiene n las ecuacioens logicas que controlan la actividad de cada
etapay la evolucion del ciclo. En generar las ecuaciones se obtiene a traves de la instruccion SET y RESET
(boque SR).
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Programación de PLC
Programación secuencial con GRAFCETLa condición de transición (CT) entre dos etapas activa la etapa posterior y desactiva la etapa anterior:
Secuencia del Proceso El paso que sigue desactiva el
paso precedente Variables internas
Para utilizar el sistema de SET y
RESET en GRAFCET se utilizan
con las variables internas (ejemplo
R1) asociadas a cada etapa.
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Programación de PLC Programación secuencial con GRAFCET
Secuencia del Proceso
Modo 1: Anular ultima etapa activa
(RST) y Primera etapa E0 inicia cuando
todas la s etapas están desactivadas
Inicio de la secuencia
Modo 2: Con la última condición de
transición se activa E0y se desactiva
ultima etapa activa.
Modo 3: Con un impulso de una variable
interna especifica (P.I.) iniciar la primera
etapa E0 en conjunto de la ultima
condición de transición que desactiva la
ultima etapa
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Programación de PLC Programación secuencial con GRAFCET
Secuencias alternas mutuamente excluyentes
En el caso de una elección entre diferentes secuencias
posible se realiza un activación de uno de las secuencias
a través de la condición de transición (ejemplo : o )
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Programación de PLC Programación secuencial con GRAFCET
Secuencias simultaneas y saltos condicionalesEn el caso de secuencias simultaneas sin ninguna
interrelación entre ellas se representa con trazos
paralelas y s programa con una condición de trans-
ición valida para todas las secuencias (ejemplo : )
En el caso de saltos condicionales (ejemplo : )
Sentido de evolución
Sentido inverso
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Programación de PLC Programación secuencial con GRAFCET
Acciones asociadas a las etapas
• Bomba activa mientras E9 esta activa
• El motor 2 se activa si E9 esta activa y
transcurrió 5 segundos desde que se
activo el temporizador T0 en la etapa E0
• El motor 2 se activa al activarsse E4 y
permanece activo hasta que se active la
etapa E9
Una vez que la etapa eta activa , las acciones asociadas se pueden activarse:
• Es posible que una etapa nolleva ninguna accion asociada. En general la etapa 0 tiene ninguna accion
asociada
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Programación de PLC Programación secuencial con GRAFCET
Ejemplo de aplicación: Grúa
• Ciclo 1 inicia con subida de grúa E0
• Una vez arriba se desplaza a la
derecha E1
• Luego baja la grúa E2
• A continuación se activa un
temporizador E3
• Al concluir el tiempo se sube la grúa
E4 y se desplaza a la derecha E5
• En continuación se baja E6 y se
reposa E7.
• Un ciclo neuvo se hace con un
pulsador de arranque
Tarea
1. Elaborar el diagrama de función
2. Elaborar Tabla de asignación de variables
3. Elaborar diagrama de función con nombre de
variables
4. Programación
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Programación de PLC Programación secuencial con GRAFCET
Ejemplo de aplicación: Diagrama de función
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Ejemplo de aplicación: Tabla de asignación de variablesDiagrama de funcion con variables
Nota:La variable interna R410 permite diferenciar entre el ciclo de avance (etapa 0 a 3) de la grúa y el ciclo de regreso (etapa 3 adelante)
Variables de entrada Entrada PLC
Final de carrera 1 1
2 2
3 3
4 4
Interruptor 7 7
Etapas Grafcet 0 Relés internos R401
1 R402
2 R403
4 R404
5 R405
6 R406
Acciones Grafcet Salidas PLC
Motor suba y baja 202
203
Motor traslación 200
201
�⃗� 1�́� 1𝑀 1�⃗� 2�́� 2𝑀 2
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Programación de PLC Programación secuencial con GRAFCET
Ejemplo de aplicación: Grúa
Condición inicial
Condición de transición
Condiciones a cumplir para el inicio del proceso: En el ejemplo: Todas las etapas desactivadas
Condiciones de transición que se han de cumplir para poder pasar de una etapa a otra(números por ejemplo 403, simbolizan relés)
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Programación de PLC Programación secuencial con GRAFCET
Ejemplo de aplicación: Grúa
Asignación de salidas a las variables
Tarea:
Programa con MircoWIN S7 y utilizar SCADA PCSimu
(dos motores con sentidos ida y vuela) para verificar el
funcionameinto
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Programación de PLC Programación con S7, S7 200 y PCSIMU
Variables de entrada Entrada PLC
Final de carrera 1 I0.0
2 I0.1
3 I0.2
4 I0.3
Interruptor 7 I0.4
Etapas Grafcet 0 Memorias internos M0.0
1 M0.1
2 M0.2
3 M0.3
4 M0.4
5 M0.5
6 M0.6
7 M0.7
8
Acciones Grafcet Salidas PLC
Motor suba y baja Q0.0
Q0.2
Motor traslación Q0.2
Q0.3
�⃗� 1�́� 1𝑀 1�⃗� 2�́� 2𝑀 2
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Programación de PLC
Salidas físicas
Programación con S7, S7 200 y PCSIMU
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Programación de PLC Programación con S7, S7 200 y PCSIMU
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Programación de PLC Programación con S7, S7 200 y PCSIMU