Controlador Lógico Programable (PLC) ?
Ing. Omar Diaz
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Agenda• Historia
• PLC En General
• Hardware
• Entradas/Salidas
• Operación
• Software de Programación
• Comunicación
• Qué necesita saber para especificar un PLC
• Glosario
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• El primer controlador lógico programable fue diseñado y desarrollado por Modicon como un sustituo de lógicaconvencional de relés para GM y Landis.
• Estos controladores eliminaron la necesidad de re-cablear y agregar relés cada vez que se requería cambiar la línea de producción.
• El nuevo sistema incrementó drásticamente la funcionalidad de los sistemas de control , mientras que al mismo tiempo se redujoconsiderablemente el espacio de los gabinetes de control.
• El primer PLC, modelo 084, fue inventado por Dick Morley en 1969.
• El primer PLC comercial, modelo 184, se introdujo en 1973 ,el cual fue diseñado por Michael Greenberg.
Historia del PLC
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Qué es un PLC?
Entradas Salidas
El Bloque Básico
Un CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE es un sistema de control de estado sólido que contínuamente monitorea el status de dispositivosconectados como entradas. Estas señales se procesan mediante un programa, grabado en una memoria, el cual genera un señales de salidaspara comandar dispositivos conectados como salidas.
CPU
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Qué es un PLC con Entradas/Salidas distribuidas ( Distributed I/O - DI/O ) ?
CPU
Entradas
Entradas
Salidas
Salidas
Unidad Remota
Complicando el PLC
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Qué es un PLC con Control Distribuido?
CPU
Unidad remota
CPU
Entradas
Entradas
EntradasSalidas
Salidas
Salidas
Complicando el PLC
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CR
Barrerade
Aislamiento
Unidad Centralde
ProcesamientoCPU
Memoriaprograma datos
AltoVoltaje
AltoVoltaje
Low Voltage
Alimentación AC
Salidas
Alimentación DCor
Puerto decomunicaciones
Entradas
El PLC
Barrerade
Aislamiento
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El PLCEl PLC contiene un programa “Ejecutable” el cual le dice al PLC como :
• Ejecutar las instrucciones de control• Programa de usuario
• Comunicarse con otros dispositivos• Otros PLCs, Dispositivos de Programación, I/O’s, etc.
• Actividades de mantenimiento• Diagnosticos, etc
El programa es grabado en memoria “no volatil”
• Significa que el programa no se perderá si desaparece la alimentación eléctrica.
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Qué son las Entradas?• Interruptores y botones
• Dispositivos de Sensado• Interruptores de límite
• Sensores fotoeléctricos
• Sensores de proximidad
• Sensores de Condición• Interruptor de Presión
• Interruptor de nivel
• Transmisor de Temperatura
• Transmisor de vacío
• Bollas flotantes
• Encoders
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Entradas digitales de -24Vdc,110Vac,220 Vac
I0
I1
I2COM
ON-OFF
ON-OFF
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Entradas digitales de -24Vdc,110Vac,220 Vac
I0
COM
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Entradas analógicas - 4 - 20 mA, 0 - 10 Vdc, RTD
AlimentaciónCarga
V1 V2
V2 < V1 debido a R1
R1
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Entradas analógicas - 4 - 20 mA, 0 - 10 Vdc, RTD
AlimentaciónCarga
I1 = I2
I1
I2
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Entradas analógicas - 4 - 20 mA, 0 - 10 Vdc, RTD
I0
COM
TP
I20 mA
4 mA
NIVEL
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Entradas analógicas - 4 - 20 mA, 0 - 10 Vdc, RTDRTD
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Entradas analógicas - 4 - 20 mA, 0 - 10 Vdc, T/C
T/C
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Qué son salidas?• Válvulas
• Arrancadores de Motores
• Solenoides
• Actuadores
• Relés de Control
• Sirenas & Alarmas
• Luces
• Abanicos
• Totalizadores
• Bombas
• Impresoras
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Salidas digitales de relé -24Vdc,110Vac,220 Vac
Q0
Q1
Q2com
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Salidas digitales de transistor - 24Vdc
Q0
Q1
Q2com
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Salidas analógicas - 4 - 20 mA, 0 - 10 Vdc
Q0com
4 - 20 mA
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Ciclo de operación del PLC• Cuatro pasos en la operación del PLC
• Tiempo de estado de entradas
• Se verifica cual es el estado de las entradas
• Tiempo de Programa
• Procesa la lógoca del programa
• Tiempo de estado de las salidas
• Energiza/des-energiza las salidas
• Tiempo de procesamiento interno
• Este paso incluye comunicaciones, diagnósticointerno, etc.
• Estos pasos se repiten contínuamente en un lazo.
INICIO
Entradas
Programa
Procesamiento
Salidas
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Programando el PLCTipos de lenguajes de programación• Lógica de escalera ( Ladder Logic (LL) )• Formato IEC
– Diagrama de bloques funcionales (Function Block Diagram (FBD))
– Texto estructurado (Structured Text (ST))– Lista de instrucciones (Instruction List (IL))– Diagrama de escalera (Ladder Diagram (LD))– Diagrama secuencial (Sequential Function Chart
(SFC) - también conocido como “Grafcet”)
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Ladder Logic
Instruccionescondicionales de lectura
Instruccionesde control de escritura
| | |/|
| | |/|
| |
| | |/| ( )
| |
| |
Inicio (Rung #1)
Final (Rung #4)
( )
( )
( )
Entradas Salidas
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IEC - Function Block Diagram (FBD)
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IEC - Structured Text (ST)
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IEC - Instruction List (IL)
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IEC - Ladder Diagram (LD)
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IEC - Sequential Function Chart (SFC)
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Comunicaciones
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• Protocolo• Serie de reglas para intercambiar datos
(formato,tiempo,velocidad,etc) en un sistema de comunicaciones
• Método de realizar las comunicaciones• Maestro / Esclavo - pregunta / responde & sólo
responde• Peer-to-Peer - cliente / servidor
• Arquitectura de las Comunicaciones• Estrella (punto-a-punto)• Bus, Anillo, LAN (multipunto)
Comunicaciones
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• Ethernet • Modbus Plus• Modbus• S908• LonWorks • Interbus• Profi-bus• DeviceNet• Uni-Telway
Protocolos en lascomunicaciones
• CAN-Open • ASi• Seriplex• FIPIO/FIPway • RIO• HART • DIO• ControlNet• ASCII
Los protocolos son similares a idiomas -Los equipos deben de hablar el mismo idioma para entenderse entre si.
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Protocolo MODBUS, nativo de Modicon
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Protocolo MODBUS PLUS, nativo de Modicon
Ind ustrial a utom ation - Micha el Jamm al 2/2 4/200 3
3
Planta de Potabilizadora de Chilibre – Sistema SCADA
EBACEBAT
Quantum HSTB
Estación deDosificadores
Estación deFiltros
MO
DB
US
1 500.00 mt s250.00 mt s
400.
00 m
ts
I /O: 48DI/36DO/ 3AII/O: 96DI/72DO/ 3AI
ES
80.0
0 m
ts18
0.00
mts
I /O: 219DI/108DO/ 43AI/ 36AO
I/O: 528DI/264DO/396AI
I/O: 4DI/4DO
I/O: 4DI/ 4DO
MODBUS
Momentum
Momentum
Momentum
Momentum
Momentum Momentum
Momentum
20. 00 m ts
Quantum HSTB
Quantum HSTB
MOD-B US TC P-IP (Fiber)
MOD-B US TC P-IP (Fiber)
MO
D-B
US
TCP-
IP (
Copp
er)
MO
D-B
US
TCP-
IP (
Copp
er)
Extend with Interbus
ModB us Bridge Mux
ModB us Bridge Mux
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• Cantidad, Tipo y Ubicación de I/O’s• Número de puntos en las entradas y salidas.• Voltaje AC o DC • Analógicas o Discretas ( digitales )• Concentradas o distribuidas
• Requerimientos de Comunicación• Protocolo utilizado o a utilizar en la red• Equipos que se conectarán a la red (HMI, PLC’s, etc)
• Velocidad de la aplicación• Tiempo de respuesta requerido en el sistema• Qué tan rápido puede cambiar el proceso ?
Qué necesita saber paraespecificar un PLC
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• Arquitectura• Control centralizado, Distribuido o
combinación de ambos• Redundancia - CPU’s, Fuentes de
alimentación, cableados,etc
• Software de programación• IEC - 984• tipo de lenguaje a utilizar• Complejidad del programa, para efectos de
memoria
Qué necesita saber paraespecificar un PLC
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HMI / MMI Human Machine Interface / Man Machine Interface
I/O Input(s) and/or Output(s)
LSB / MSB Least Significant Bit / Most Significant Bit
MODICON MOdular DIgital CONtoller
PID Proportional Integral Derivative (feedback control)
RF Radio Frequency
RTU Remote Terminal Unit
SCADA Supervisory Control And Data Acquisition
TCP/IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol
Alguna terminologíaimportante
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