CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE BAJA CALIFORNIA

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INGENIERÍA EN TECNOLOGÍAS DE MANUFACTURA

CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES

ARQUITECTURA DEL PLC

HI LERMA ZINIA INÉS No. 180306

GRUPO: 8BV

FERNANDO IRIBE PÉREZ

MEXICALI, B. C. 1 DE FEBRERO 2021.

1.- Explicar los antecedentes y la arquitectura básica del PLC.

Los PLS aparecieron con el propósito de eliminar el costo enorme del uso del control de sistemas basado en relays. Esto sucedió a finales de los años 60.

La empresa Bedford, MA en EU, propuso un sistema modular digital controller o MODICON.  El modelo 084 fue el primer PLC producido comercialmente. A mediados de los años 70 aparece la AMD 2901 y 2903 con mayor tiempo de vida y más veloces.

En 1973 aparece el modelo Modbus de Modicon que permite la comunicación entre ellos.

En los años 80 se intentó estandarizar la comunicación entre PLC´s con el protocolo de automatización de manufactura de la General Motors aquí es cuando se redujo su tamaño y la programación se realizaba mediante computadoras personales PC´s.

En los años 90 se introducen PLC´s estándar con nuevos protocolos y lenguajes de programación internacional. Contienen microprocesadores de 32 bits con posibilidad de operaciones complejas, y de comunicaciones entre PLC´s de diferentes marcas y PC´s dando paso a las fábricas completamente automatizadas.

[pic 2]En la actualidad los PLC´s se programan en función de diagramas de bloques, listas de instrucciones y lenguaje C, al mismo tiempo. Los principales productores de PLCs en esos tiempos se convirtieron en compañías como:   Allen-Bradley, Siemens, Festo, Fanuc, Honeywell, Philips, Telemecanique, General Electric etc.

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[pic 4]Los PLC´s se dividen en:

1.- Hardware es la parte tangible.

[pic 5]2.- Software parte no tangible.                        

[pic 6]Sus componentes de hardware son:

Procesador o unidad de memoria

Unidad o fuente de alimentación

La sección de entrada de interfaz / salida

El dispositivo de programación

La interfaz de comunicaciones. 

Los diagramas de arquitectura son una representación de los elementos que componen al PLC

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La parte principal de un PLC es la “Unidad central de procesamiento” o “Unidad de programación” este es el CPU que contiene un microprocesador que permite utilizar aritmética y operaciones lógicas para realizar diferentes funciones. La CPU también se encarga de hacer pruebas de funcionamiento al PLC para encontrar errores. Verifica el estado del procesador en cuanto a: Memoria, Procesador, Batería y Fuente de Poder.

Microprocesadores de 8, 16 o 32 bits

Revisar el tiempo de recorrido del programa a esto se le llama SCAN

[pic 8]Durante un SCAN el PLC ejecuta las siguientes acciones:

1.-Lectura de las Señales de Entradas

En este paso el CPU obtiene las entradas que están presentes en ese instante.

2.-Ejecución de Instrucciones Lógicas

Paso en cual el CPU ejecuta las instrucciones contenidas en la lógica del diagrama escalera (RLL, Relay Logic Ladder), en diagrama de bloques lógicos o en secuencias de instrucciones.

3.-Escritura de las señales de salida a los módulos de salida específicos.

4.-Servicio de Periféricos, Diagnóstico y Comunicación.

La memoria es el lugar en donde se almacena el programa principal y toda la data inherente a la lógica de control.  La memoria varía de acuerdo a su tipo y a su capacidad.  Según su tipo pueden ser:  ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), PROM (Programmable Read Only Memory), EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)

[pic 9]La fuente de poder se encarga de suministrar el voltaje. Los PLC requieren fuentes de poder CA. Algunos aceptan entradas de fuentes CD.  Las fuentes más comunes son de 120, 220 VAC y algunos pocos de 24 VDC.

El sistema de entradas y salidas es la conexión que existe entre el CPU y el PLC y los dispositivos de campo, está compuesto por módulos diseñados especialmente para proveer la conexión física entre los equipos y la unidad de procesamiento. 

Sus equipos pueden ser varios circuitos de interfaz como sensores de límites. Transductores, etc.) Puede censar proximidad, posición, movimiento, nivel, temperatura, presión, voltaje.

2.- Describir los diferentes tipos de entradas y salidas (analógicas y digitales) de un PLC y sus aplicaciones.

Los dispositivos de entrada y salida son aquellos equipos que intercambian (o envían) señales con el PLC.

Dispositivos de entrada: son aquellos que envían señales con información de su entorno, como temperatura, presión, posición, esto es posible mediante sensores inductivos magnéticos, ópticos, pulsadores, termocuplas, termo resistencias y encoders.

Por lo general, los dispositivos de entrada y los de salida el microprocesador trabaja en diferentes niveles de tensión y corriente. En este caso las señales que entran y salen del PLC deben ser acondicionadas a las tensiones y corrientes que maneja el microprocesador, para que éste las pueda reconocer.

Se dividen en dos tipos analógicas y digitales.

[pic 10]también llamadas binarias u “on-off”, son las que pueden tomar sólo dos estados: encendido o apagado, estado lógico 1 ó 0.

Los módulos de entradas digitales trabajan con señales de tensión. Cuando por un borne de entrada llega tensión, se interpreta como “1” y cuando llega cero tensiones se interpreta como “0”. Existen módulos o interfases de entradas de corriente continua para tensiones de 5, 12, 24 ó 48 Vcc y otros para tensión de110 ó 220 Vca.

Los PLC modernos tienen módulos de entrada que permiten conectar dispositivos con salida PNP o NPN en forma indistinta. La diferencia entre dispositivos con salida PNP o NPN es como la carga (en este caso la carga es la entrada del PLC) está conectada con respecto al neutro o al positivo.

Rectificador: en el caso de una entrada de corriente alterna, convierte la señal en continua. En el caso de una señal de corriente continua, impide daños por inversión de polaridad.

Acondicionador de señal: elimina los ruidos eléctricos, detecta los niveles de señal para los cuales conmuta el estado lógico, y lleva la tensión al nivel manejado por la CPU.

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