gdfgdifgyfdughdfghdihghguhghuterte, Apuntes de Controladores Lógicos Programables

¡Descarga gdfgdifgyfdughdfghdihghguhghuterte y más Apuntes en PDF de Controladores Lógicos Programables solo en Docsity!

INTRODUCCIÓN A LOS CONTROLADORES PROGRAMABLES MSc. Giselle Velásquez

Introducción a los controladores programables Controladores programables sin unidad operativa Controladores programables con unidad operativa Introducción a los Controladores Lógicos Programables o PLCs Presentación del cuadro comparativo sobre automatización

El descubrimiento de la Electricidad y su posterior dominio tecnológico a través de la Electrónica, permitió el desarrollo de sistemas que memorizan y procesan información mediante señales eléctricas con un consumo energético muy pequeño que ha permitido reducir paulatinamente su tamaño y su coste. Sensor de presión Sensor de velocidad Sensor de temperatura (^) Sensor de luminosidad

Es un dispositivo electrónico que recibe “n” variables binarias de entrada

y produce “m” variables binarias de salida, y ha sido diseñado con el

objeto de controlar productos y procesos industriales.

Se caracterizan por generar variables de salida cuyo valor en un determinado momento depende sólo del valor de las variables de entrada y por ello no son universales. Según la forma en que están realizados pueden ser:

1. Cableados o
2. Programables

Se caracterizan porque su comportamiento depende de los elementos que los forman y de las interconexiones entre ellos. Se implementan mediante circuitos de puertas lógicas interconectadas. Para cambiar su tabla de verdad, hay que cambiar el circuito.

Dado que un controlador lógico combinacional no permite realizar la generación de variables de salida en función de una secuencia de estados de las variables de entrada, por esto, se crearon sistemas con capacidad de memorizar las variables de entrada, para tomar decisiones en un instante en función del valor que tuvieron las variables de entrada en el pasado. Se los puede realizar mediante la realimentación de un sistema combinacional o usando celdas básicas de memoria (flip-flops).

Los sistemas secuenciales realizados con celdas de memoria que se caracterizan porque el nivel lógico de sus variables de entrada solo actúan sobre su estado interno en el instante en que se produce un determinado flanco activo en una entrada denominada de disparo (Trigger) o sincronismo a la que se conecta un generador de impulsos, denominado reloj (Clock) que es un circuito electrónico que genera una señal que varía con el tiempo en forma de una onda cuadrada de frecuencia fija. Según la forma en que están construidos los controladores lógicos secuenciales síncronos pueden ser cableados, programables o configurables.

Son controladores lógicos secuenciales síncronos que tienen un sistema combinacional programable y poseen un número fijo de variables de entrada y de salida. Una señal de reloj sincroniza el cambio de valor lógico de las variables de entrada al sistema

Son secuenciadores lógicos programables en los que se pudiese modificar entre ciertos límites el número de variables de entrada y de salida. Son adecuados para realizar controladores lógicos en los que se pretende minimizar el sistema físico a fin de empotrar el sistema electrónico en un producto industrial.

Los Autómatas Programables no se limitan hoy en día a funciones de control lógico, sino que también permiten: Regular Posicionar Contar Dosificar Entre otras cosas.

Ventajas

• No es necesario desarrollar la lógica en esquema de contactos ni simplificar las ecuaciones
• Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar cableado ni añadir aparatos
• Mínimo espacio de ocupación y menores costes de instalación/mantenimiento
• Posibilidad de controlar varias maquinas con el mismo AP
• Menor tiempo de puesta en funcionamiento (tiempo de cableado reducido) Inconvenientes
• Mayor coste inicial de la instalación
• Necesidad de técnicos de mantenimiento y programadores con mayor formación

1. Introducción El aspecto actual de muchos procesos industriales es el resultado de muchos años de investigación y trabajo duro de personas comprometidas a mejorar su funcionalidad, gestión y organización. Uno podría recordar la frase "la necesidad es la madre de la invención", y ciertamente esto encajaría con el trabajo diario de los ingenieros de control y técnicos que trabajan en procesos industriales durante los años 50 y 60. Esta necesidad fue el origen de dispositivos como el controlador lógico programable (PLC) y el sistema de control distribuido (DCS). 2 Controlador lógico programable (PLC) Un controlador lógico programable (PLC) es una unidad basada en computadora reforzada industrialmente que realiza funciones de control discretas o continuas en una variedad de plantas de procesamiento y entornos de fábrica. Originalmente fue pensado como un equipo de reemplazo de relés para la industria automotriz. Hoy en día, el PLC se utiliza en prácticamente todas las industrias imaginables. Aunque se los conocía comúnmente como PC antes de 1980, PLC se convirtió en la abreviatura aceptada para controladores lógicos programables, ya que el término "PC" se convirtió en sinónimo de computadoras personales en las últimas décadas. La gran cantidad de aplicaciones de PLC es enorme. Según una encuesta reciente de la revista Control Engineering, "Las principales aplicaciones para PLC incluyen control de máquina (87%), control de proceso (58%), control de movimiento (40%), control de lotes (26%), diagnóstico (18%), y otros (3%) ". Los resultados no suman 100% porque un sistema de control único generalmente tiene múltiples aplicaciones. Varios fabricantes importantes de equipos de control producen y venden PLC en todo el mundo como equipos independientes. Además, una variedad de compañías más especializadas producen PLC para aplicaciones de fabricantes de equipos originales (OEM). 2.1 El nacimiento del PLC La historia temprana del PLC se remonta a la década de 1960 cuando los sistemas de control todavía se manejaban utilizando el control de relé. Durante este tiempo, las salas de control consistieron en varias paredes que contenían muchos relés, bloques de terminales y una masa de cables. Los problemas relacionados con este tipo de sistemas fueron muchos, entre los que se pueden mencionar:

• La falta de flexibilidad para expandir el proceso, así como la cantidad excesiva de tiempo necesaria para ajustar el proceso cuando se necesitaban cambios.
• Solución de problemas que abarca desde contactos sucios, cables sueltos, impresiones obsoletas en los bloques de terminales con nomenclatura informal, hasta documentación de conexión críptica. 2

Estos problemas fueron enfrentados continuamente por técnicos e ingenieros de control. En este momento nació el dicho "Cinco horas para encontrarlo y cinco minutos para arreglarlo". Figura 1: Paneles de relés manuales de principios de la década de 1960. En 1968, Bill Stone, que formaba parte de un grupo de ingenieros de la División Hidramática de General Motors Corporation, presentó un documento en la Conferencia de Westinghouse en el que describía sus problemas de fiabilidad y documentación para las máquinas de esta planta. También presentó un criterio de diseño desarrollado por los ingenieros de GM para un "controlador de máquina estándar". Según los criterios desarrollados, el modelo inicial de esta máquina no solo tenía que eliminar el costoso desguace de los relés de la línea de ensamblaje durante los cambios de modelo y reemplazar los relés electromecánicos poco confiables, sino también:

• Extienda las ventajas de los circuitos estáticos al 90% de las máquinas en la planta.
• Reduzca el tiempo de inactividad de la máquina relacionado con problemas de controles, fácil de mantener y programar en línea con la lógica de escalera de relés ya aceptada.
• Proporcionar una expansión futura, tenía que ser modular para permitir un fácil intercambio de componentes y capacidad de expansión.
• Tuvo que funcionar en un entorno industrial con toda su suciedad, humedad, electromagnetismo y vibración.
• Incluye capacidades lógicas completas, excepto las funciones de reducción de datos. Estas especificaciones, junto con una solicitud de propuesta para construir un prototipo, se entregaron a cuatro constructores de control:
• Allen-Bradley, a través de Information Instruments, Inc., con sede en Michigan
• Corporación de Equipos Digitales (DEC).
• Century Detroit.
• Bedford Associates. 3