AUTOMATISMOS

• AUTOMATISMOS 2

• Introducción. Definición de automatismo. 2

• Principio de un sistema automático. 2

• AUTÓMATAS PROGRAMABLES 3

• Introducción. Definición de autómata programable. 3

• Origen e historia de los autómatas. 4

• Estructura de un autómata programable. 5

• Configuración, instalación y puesta a punto. 8

• Equipos y lenguajes de programación. 14

• Forma de funcionamiento del autómata. Concepto de ejecución cíclica. 22

• BIBLIOGRAFÍA 22

• Automatismos

• Introducción. Definición de automatismo.

La automatización de una máquina o proceso productivo simple tiene como consecuencia la liberación física y mental del hombre de dicha labor. Entendemos por «automatismo» el dispositivo físico (ya sea eléctrico, neumático electrónico, etc.) que realiza esta función controlando su funcionamiento.

• Principio de un sistema automático.

Todo sistema automático por simple que sea se basa en el esquema representado en la siguiente figura:

Señales de detección

Automatismo Captadores

o parte de Máquina o proceso Trabajo

control operativo

Actuadores

Este circuito cerrado es lo que se conoce como bucle o lazo.

• Autómatas programables

• Introducción. Definición de autómata programable.

Entendemos por Autómata Programable, o PLC (Controlador Lógico Programable), toda máquina electrónica, diseñada para controlar en tiempo real y en medio industrial procesos secuenciales. Su manejo y programación puede ser realizada por personal eléctrico o electrónico sin conocimientos informáticos. Realiza funciones lógicas: series, paralelos, temporizaciones, contajes y otras más potentes como cálculos, regulaciones, etc.

Otra definición de autómata programable sería una «caja» en la que existen, por una parte, unos terminales de entrada (o captadores) a los que se conectan pulsadores, finales de carrera, fotocélulas, detectores...; y por otra, unos terminales de salida (o actuadores) a los que se conectarán bobinas de contactores, electroválvulas, lámparas..., de forma que la actuación de estos últimos está en función de las señales de entrada que estén activadas en cada momento, según el programa almacenado.

La función básica de los autómatas programables es la de reducir el trabajo del usuario a realizar el programa, es decir, la relación entre las señales de entrada que se tienen que cumplir para activar cada salida, puesto que los elementos tradicionales (como relés auxiliares, de enclavamiento, temporizadores, contadores...) son internos.

• Origen e historia de los autómatas.

Los autómatas programables aparecieron en los Estados Unidos de América en los años 1969 - 70, y más particularmente en el sector de la industria del automóvil; fueron empleados en Europa alrededor de dos años más tarde. Su fecha de creación coincide, pues con el comienzo de la era del microprocesador y con la generación de la lógica cableada modular.

El autómata es la primera máquina con lenguaje, es decir, un calculador lógico cuyo juego de instrucciones se orienta hacia los sistemas de evolución secuencial. Hay que apreciar que, cada vez más, la universalidad de los ordenadores tiende a desaparecer, el futuro parece abrirse hacia esta nueva clase de dispositivos: maquina para proceso de señales, para la gestión de bases de datos...

El autómata programable es, pues en este sentido un percusor y constituye para los automatistas un esbozo de la maquina ideal.

La creciente difusión de aplicaciones de la electrónica, la fantástica disminución del precio de los componentes, el nacimiento y el desarrollo de los microprocesadores y, sobretodo, la miniaturización de los circuitos de memoria permiten presagiar una introducción de los autómatas programables, cuyo precio es atractivo incluso para equipos de prestaciones modestas, en una inmensa gama de nuevos campos de aplicación.

El autómata programable satisface las exigencias tanto de procesos continuos como discontinuos. Regula presiones, temperaturas, niveles y caudales así como todas las funciones asociadas de temporización, cadencia, conteo y lógica. También incluye una tarjeta de comunicación adicional, el autómata se transforma en un poderoso satélite dentro de una red de control distribuida.

El autómata programable es un aparato electrónico programable por un usuario programador y destinado a gobernar, dentro de un entorno industrial, maquinas o procesos lógicos secuenciales.

• Estructura de un autómata programable.

La estructura básica de un autómata programable es la siguiente:

• Fuente de alimentación:

Es la encargada de convertir la tensión de la red, 220v corriente alterna, a baja tensión de corriente continua, normalmente a 24v. Siendo esta la tensión de trabajo en los circuitos electrónicos que forma el Autómata.

• Unidad Central de Procesos o CPU:

Se encarga de recibir las órdenes del operario por medio de la consola de programación y el módulo de entradas. Posteriormente las procesa para enviar respuestas al módulo de salidas. En su memoria se encuentra residente el programa destinado a controlar el proceso.

Contiene las siguientes partes:

o Unidad central o de proceso

o Temporizadores y contadores

o Memoria de programa

o Memoria de datos

o Memoria imagen de entrada

o Memoria de salida

• Módulo de entrada:

Es al que se unen los captadores (interruptores, finales de carrera, pulsadores,...).

Cada cierto tiempo el estado de las entradas se transfiere a la memoria imagen de entrada. La información recibida en ella, es enviada a la CPU para ser procesada de acuerdo a la programación.

Se pueden diferenciar dos tipos de captadores conectables al módulo de entradas: los pasivos y los activos.

Los captadores pasivos son los que cambian su estado lógico (activado o no activado) por medio de una acción mecánica. Estos son los interruptores, pulsadores, finales de carrera,...

Los captadores activos son dispositivos electrónicos que suministran una tensión al autómata, que es función de una determinada variable.

• Módulo de salidas:

Es el encargado de activar y desactivar los actuadores (bobinas de contactores, lámparas, motores pequeños,...)

La información enviada por las entradas a la CPU, una vez procesada, se envía a ala memoria imagen de salidas, de donde se envía a la interface de salidas para que estas sean activadas y a la vez los actuadores que en ellas están conectados.

Según el tipo de proceso a controlar por el autómata, podemos utilizar diferentes módulos de salidas. Existen tres tipos bien diferenciados:

o A relés: son usados en circuitos de corriente continua y corriente alterna. Están basados en la conmutación mecánica, por la bobina del relé, de un contacto eléctrico normalmente abierto.

o A triac: se utilizan en circuitos de corriente continua y corriente alterna que necesitan maniobras de conmutación muy rápidas.

o A transistores a colector abierto: son utilizados en circuitos que necesiten maniobras de conexión / desconexión muy rápidas. El uso de este tipo de módulos es exclusivo de los circuitos de corriente continua.

• Terminal de programación:

El terminal o consola de programación es el que permite comunicar al operario con el sistema.

Las funciones básicas de éste son las siguientes:

o Transferencia y modificación de programas.

o Verificación de la programación.

o Información del funcionamiento de los procesos.

Como consolas de programación pueden ser utilizadas las construidas específicamente para el autómata, tipo calculadora o bien un ordenador personal, PC, que soporte un software específicamente diseñado para resolver los problemas de programación y control.

• Periféricos:

Los periféricos no intervienen directamente en el funcionamiento del autómata, pero sin embargo facilitan la labor del operario.

Los más utilizados son:

o Grabadoras a cassettes.

o Impresoras.

o Cartuchos de memoria EPROM.

o Visualizadores y paneles de operación OP.

o Memorias EEPROM.

• Configuración, instalación y puesta a punto.

La configuración del autómata es un proceso mediante el que se determina como y donde se sitúan los distintos componentes del sistema de control.

La configuración dependerá de la tarea de control propiamente dicha y del tipo de control que se haya decidido y contempla tanto los elementos del autómata como sus periféricos.

Durante la elaboración del algoritmo de control, se han determinado las entradas y salidas, tanto discretas como numéricas, y estas se han relacionado mediante diagramas o esquemas lógicos: la cantidad y tipo de las E / S determina qué componentes son necesarios.

La mejor manera de realizar la configuración es confeccionar un mapa de direccionado, en el que mediante una representación de las estructuras de E / S se indica qué componentes se ubican en el local junto a la unidad central y cuáles se sitúan en posiciones remotas. Concluida la configuración del sistema, pueden comenzar simultáneamente dos trabajos: la programación y la instalación.

• Instalación

Dadas las características constructivas y de diseño de los autómatas programables, su instalación es viable en prácticamente cualquier ambiente

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