Practica programación para el PLC

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• Objetivo

• Lógica Escalera y símbolos básicos de programación para el PLC
• Reconocer los conceptos básicos para diseñar y leer un programa de PLC.

• Símbolo de Contactos

• La programación de diagramas de lógica de escalera consiste en el uso de símbolos que representan componentes de control e instrucciones.
• Dos de las principales instrucciones de programación son el contacto normalmente abierto (NO) y el normalmente cerrado (NC).

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• Símbolo de Contactos

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• Simbólicamente, la corriente fluye a través de estos contactos cuando están cerrados, a esto se le llama condición  “verdadera”.
• Los contactos NO llegan a ser verdaderos cuando cierran y su bit es puesto a 1.
• Los contactos NC son verdaderos cuando están cerrados y cuando abren su bit es puesto a 0.

• Bobinas

• Las bobinas representan relevadores que son energizados cuando la corriente fluye a través de ellos. Cuando una bobina es energizada, pone el estado de una salida a 1.
• El mismo estado del bit pudiera ser usado en cualquier oto lado del programa como contacto NO y NC.

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• Cajas

• Las cajas representan varias instrucciones o funciones que son ejecutadas cuando la corriente fluye en ellas.
• Funciones típicas de cajas serian: timers, contadores y operaciones matemáticas.

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• Introduciendo Elementos

• Las Instrucciones se colocan en el diagrama escalera posicionando el cursor sobre el renglón y eligiéndolos de una lista de instrucciones.
• En la figura de abajo el cursor es posicionado a la derecha de I0.2 y se inserta una bobina eligiéndola de la lista de instrucciones.

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• Boolean AND

• Una manera de ver como funciona la instrucción AND es con una tabla de lógica Boleana.
• La tabla muestra que para que tengamos una salida debemos de tener 1 bit lógico en ambas entradas.

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• Función AND

• En la figura de abajo, para que la bobina tenga un bit lógico ambos contactos I0.0 y I0.1 deben ser verdaderos.

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• Representado en Función de Bloques se muestra que ambas entradas deben ser verdaderas para que la salida se cumpla.

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• Ejercicios: construir lógica de escalera  que evaluará las instrucciones dadas. Realizar lo siguiente:

1. Condiciones 1,2 y 3 encienden salidas A y B.
2. Condición 1 enciende salida A. Condiciones 1 y 2 y 3 y 4 encienden salida B. Condiciones 1 y 2 y 5 enciende salida C.

• Boolean OR

• Una manera de ver como funciona la instrucción OR es con una tabla de lógica Boleana.
• La tabla muestra que para que la salida sea verdadera, solo es necesario que una entrada tengo un bit lógico.

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• Función OR

• En el siguiente ejemplo, vemos el uso de la operación OR.
• Si alguna o ambas entradas son verdaderas, la salida Q0.1 será verdadera.[pic 11]

• También podemos observar la instrucción OR en lista de estado y en función de bloques.

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• Ejercicios: construir lógica de escalera  que evaluará las instrucciones dadas:

1. Condiciones 1, 2 y 3, o 4 y 3 encienden salida A
2. Condiciones 1 o (2 y 3) enciende salida A. Condiciones 1 o (2 y 3)        mas 4 enciende salida B
3. Condiciones 1 o 2 o 3 o 4, y 5 o 6 enciende salida A
4. Condición 1 y Condición 2 , o estado de salida A y condición  2 enciende salida A

1. Condiciones 1 y 2 y 3, o 4 y 2 y 3, o 5 y 6 enciende salida A

• Otras Funciones Boleanas

• Existen otras funciones boleanas como:

• XOR: La OR exclusiva tendrá una salida lógica de 1 solo cuando una de las entradas este en 1. La diferencia con una OR es que cuando ambas entradas están en 1, la salida será 0.
• NOR: Tendrá una salida lógica de 1 cuando todas sus entradas estén en 0.
• NAND: Tendrá una salida lógica de 1, excepto cuando todas las entradas estén en 1.

• Ejercicio: Tablas de Verdad

• Estudie las siguientes tablas de verdad y escriba la de la XOR usted mismo:

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• Salida en ON

• Normalmente una salida llegara a ser verdadera cuando las condiciones sean también verdaderas. Tan pronto como una instrucción llegue a ser falsa, la salida se va a off.
• Podemos forzar las salidas para que estén en ON independientemente del estado de las instrucciones, siempre será verdadera.

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• Salida en Latch

• Con la instrucción Latch podemos dejar enclavada una salida en On.
• Podemos hacer un unlatch a la salida y regresarla a estado Off

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• Función de Estado

• Después de que se colocaron las instrucciones en el diagrama escalera, podemos monitorear el estado de los elementos.
• Cuando las instrucciones se energizan resaltan.

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• Forzamiento

• El forzamiento es útil cuando estamos en estado de prueba (test application) para probar el comportamiento de nuestro programa. Se pueden forzar entradas y salidas.

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• Elementos de Diagrama Escalera

• La siguiente tabla muestra la apariencia de los elementos en estado OFF, estado de forzamiento y en ON.

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• Ejemplo de una Entrada Discreta – Lámpara

• Podemos conectar una lámpara o un switch a una entrada del PLC para encender una lámpara. Seria un ejemplo de entrada y salida discreta.

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• Vemos como quedaría en diagrama escalera. Cuando el Scan del programa encuentra el switch abierto, la entrada I0.0 tiene un estado binario de 0 y por lo tanto la salida Q0.0 también permanece en 0. La lámpara se apaga.

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• Cuando el switch se activa, la entrada I0.0 tiene un estado binario de1, así como también la salida Q0.0. Esto hace que la lámpara encienda.

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• Ejemplo de Entrada Salida Discreta – Motor

• El diagrama muestra el cableado de un botón normalmente abierto y uno normalmente cerrado para arrancar y parar el motor.

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• La bobina del arrancador del motor es cableada en serie con ambos push bottons. El contacto auxiliar Ma, es cableado en paralelo con el pushbotton NO

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• La función de arranque del motor puede ser llevada al PLC.[pic 25]

• El botón normalmente de arranque es cableado a la entrada I0.0, el botón de paro normalmente cerrado es cableado a la entrada I0.1 y un contacto normalmente cerrado de sobre carga es cableado a la entrada I0.2.
• Las tres entradas son usadas con arreglo AND para controlar la salida Q0.0.

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• Se coloca un contacto normalmente abierto de la salida Q0.0 utilizando un arreglo OR.
• La salida Q0.0 es utilizada para controlar el arranque del motor.

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• Expandiendo la Aplicación

• Se puede expander la aplicación colocando luces indicadoras para mostrar las condiciones RUN y STOP del motor.
• En este ejemplo, se pondrá una luz indicadora que muestre el estado RUN y será conectada a la salida Q0.1 y otra conectada a la salida Q0.2 que muestre el estado STOP.

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• Un contacto normalmente abierto de la salida Q0.0 se coloca en el renglón hacia la salida Q0.1.
• Un contacto normalmente cerrado de la salida Q0.0 se conecta al renglón 3 hacia la salida Q0.2.

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• La aplicación se puede ampliar agregando un limit switch con contactos normalmente abiertos conectado a la entrada I0.3.
• El limit Switch puede prevenir que se arranque o se pare al motor.

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• se puede colocar un limit switch para detector si una puerta de acceso al motor esta abierta o cerrada. Si esta abierto, el motor No arrancara.

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• Introducción a las Señales Análogas

• Un PLC puede trabajar tanto con señales discretas como análogas. Las señales típicas análogas van de un rango de 0-10 VDC o 4-20 mA.
• Las señales análogas son utilizadas para indicar cambios de un valor de velocidad, temperatura, peso y nivel.
• Un PLC no puede procesar señales análogas. Primero deben ser convertidas en forma digital, lo cual requiere de un modulo de expansión análoga.
• Los módulos análogos también están disponibles para usarse con termopares para hacer mediciones de temperatura.

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• Ejemplo de Aplicación

• Un dispositivo de campo que mide una variable que constantemente cambia de valor es típicamente conectada a un transductor.
• En este ejemplo, un indicador es conectado a una celda de carga. Una celda de carga es un dispositivo que toma un valor y lo convierte a una variable de voltaje o corriente.

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• Expansión de la Aplicación

• La aplicación se puede expander utilizando un conveyor con una compuerta para mandar las cajas por un lado o por el otro según sea el peso.
• Mientras las cajas se mueven a lo largo del conveyor son pesadas.

Dependiendo del peso de las cajas serán mandadas por diferentes caminos.

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• Salidas Análogas

• Las salidas análogas son usadas en dispositivos de campo donde su funcionamiento implica el recibir una señal variante de voltaje o corriente.
• Son generalmente conectadas a un dispositivo de control a través de un transductor, el cual recibe la señal y dependiendo del requerimiento, la amplifica, la reduce o la cambia en otra señal que controla al dispositivo.

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• Objetivos

• Entender la importancia de los timers y contadores en la programación del PLC.

• Introducción a los Timers

• Los timers son dispositivos que pueden contar incremento de tiempo. Un ejemplo donde se pueden usar es en los semáforos. Podemos elegir el tiempo que durara la luz roja, verde y ámbar.

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• Diagrama de Cableado de un Timer

• Los timers que se usan los PLC’s pueden ser comparados con los timers que se cablean en un diagrama eléctrico.
• En el ejemplo, un switch normalmente abierto S1, es usado con el timer TR1, el cual esta puesto a 5 segundos.

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• TR1 es un timer On delay, lo cual significa que una vez que se haya energizado el timer, pasara un tiempo predeterminado antes de que sus contactos cambien de estado.

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• Timers

• Los timers son representados por cajas en lógica escalera.
• Cuando el timer recibe la señal de enable , empieza a contar y constantemente compara su valor actual con el valor de preset.

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• La salida del Timer será de un 0 lógico hasta que el tiempo acumulado llegue al preset.
• Cuando el tiempo acumulado alcanza al preset, la salida se pone en 1.

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• TON (Timer On-Delay)

• Cuando un timer On-Delay se ha habilitado, empieza a contar hasta que llegue al preset establecido.

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• Ejemplo en Lógica de Escalera

• En este ejemplo de timer, se conecta un switch a la entrada I0.3 y una lámpara indicadora es conectada a la salida Q0.1.

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• Cuando cierra el switch, la entrada I0.3 tendrá un 1 lógico, permitiendo habilitar al timer T37, el cual tiene un tiempo base de 100 ms.
• El tiempo del preset es puesto a 50, así que el timer contara 5 segundos.

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• Bits del Timer On-Delay (TON):

• El timer llega a 10 segundos debido al tiempo base que esta empleando multiplicado por el preset (100 * 0.1 = 10 seg), y emplea los bits de salida .EN,

. TT., .DN, . PRE, . ACC.[pic 44]

• Timers TON en Cascada

• Una vez que finalice el primer timer se activara el segundo

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• Self Resetting Timer

• Se puede usar el bit .DN para resetear un mismo timer

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• Timer Retentivo On-Delay (TONR)

• La función de este timer es similar al timer On-Delay, solo con una diferencia.
• Cuando el timer no esta habilitado, no se borra el tiempo acumulado que registro en la ultima habilitación. El timer debe llevar una instrucción de RESET.

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• Diagrama Lógico del TONR

• Cuando se cierra el switch de la entrada I0.3, el timer T5 empieza a contar. Si el Switch abre durante 2 segundos, el timer se detendrá.
• Cuando se vuelve a cerrar el switch, el timer iniciara contando a partir de 2 segundos.

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• Retentive Timer On (RTO)

• Funciona semejante al TON, solo que cuando el renglón pasa de verdadero a falso, el valor acumulado no se resetea, retiene su valor, para inicializarlo se tendrá que utilizar un RES, con el mismo nombre.

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• TOF (Timer Off-Delay)

• Los Timers Off-Delay se utilizan cuando queremos apagar una salida después de un cierto periodo de tiempo.
• Cuando se habilita el bit de enable, el bit del timer (enable) se pone en 1.
• Cuando la entrada del timer se habilita, el bit del timer enable se habilita.
• La salida se pone en Off una vez que el timer alcanzo su valor de preset.

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• Bits del Timer Off-Delay (TOF)

• Comienza el conteo cuando el renglón no es verdadero, y se detiene cuando esta energizado, es inverso al TON, y los bits de salida son los mismos.

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• Ejemplo de Timer

• Un tanque esta lleno con dos sustancias químicas, las cuales están mezcladas y después se drenan.
• Cuando el botón que esta conectado a la entrada I0.0 se presiona, se enciende la bomba que esta conectada a la salida Q0.0.

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• Después de 5 segundos, después de que el químico 1 ha sido el suficiente, la bomba se detiene.

• Entonces la bomba 2 enciende por 3 segundos añadiendo el químico 2 al tanque.
• Ahora se enciende el Motor usando la salida Q0.2 y mezcla los químicos por 60 segundos.
• Después la válvula de drene se abre y la bomba 3, controlada por la salida Q0.4, se enciende por 8 segundos, vaciando el tanque.

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