Unidad Es 38163h

Instituto Tecnológico de Ensenada Resumen General

Controles Lógicos Programables Maestro: Cesar Ramirez

Ing. Electromecánica Luis Enrique Lopez Contreras

Ensenada, B.C.

Mayo del 2018

ÍNDICE GENERAL Pág. Índice general

ii

Unidad I Estructura de un automatismo 1.1 Introducción

1

1.2 Etapas de un automatismo

1

1.3 Tipos de control

3

1.4 Clasificación de señales

4

1.4.1 Señal analógica

4

1.4.2 Señal digital

4

1.5 Descripción de los componentes que integran a un automatismo

5

1.6 Simbología Americana y Europea

6

1.7 Sistemas de control híbridos

9

Unidad II Estructura de los controladores lógicos programables 2.1 Definición

11

2.2 Campos de aplicación

11

ii

2.3 Ventajas y desventajas de los PLC

12

2.4 Clasificación de los PLC

13

2.5 Configuración interna

13

2.6 Direccionamiento de los controles internos del controlador

14

2.6.1 Conexión mediante buses

14

2.6.2 Direccionamiento de entradas y salidas en los SLC

16

2.6.3 Distribución memoria

16

2.6.4 Archivos de programa

17

2.6.5 Archivos de datos

18

Unidad III Programación de controlador lógico en lenguaje escalera (Ladder) 3.1 Pantalla de programación

20

3.2 Fuera de línea (Off Line)

21

3.3 En línea (On Line)

21

3.4 Elementos de programación

22

3.4.1 Bit

23

3.4.2 Byte

25

3.4.3 Palabra

25

iii

3.5 Elementos de programación avanzada

26

3.5.1 Temporizador

26

3.5.2 Contador

27

3.5.3 Comparadores

28

3.5.4 Aritméticos

29

3.5.5 Secuenciadores

31

Unidad IV Otros lenguajes de programación 4.1 Listado de instrucciones

33

4.2 Bloques de funciones

36

4.3 Grafcet

38

4.3.1 Tratamiento preliminar

39

4.3.2 Tratamiento secuencial

40

4.3.3 Tratamiento posterior

40

iv

Unidad I Estructura de un automatismo 1.1.- Introducción Un sistema automático busca la sustitución del operador humano tanto en sus tareas físicas como mentales. Un automatismo es un dispositivo capaz de reaccionar ante situaciones que se presentan en el funcionamiento de una máquina o proceso, ejerciendo sobre las mismas acciones de control según las directrices con las que ha sido concebido. Por lo tanto, para ser llevado a cabo, es necesario que pueda recibir información inmediata del proceso, y que de alguna manera pueda actuar sobre el mismo. Por tanto, de forma genérica se puede establecer que un sistema automático se compondrá de tres elementos funcionalmente diferenciados: los sensores, que adquieren información del proceso; los actuadores, que permiten la acción sobre el mismo; y los equipos de control que se encargarán de regular las acciones de los actuadores en función de la información obtenida mediante los sensores. 1.2.- Etapas de un automatismo Se pueden establecer dos partes diferenciadas en un automatismo, la parte operativa y la parte de control.

1

La parte operativa conecta la parte de control con el proceso o la máquina, esta parte depende fuertemente del proceso o máquina que se desea controlar. La parte de control recibe consignas de mando junto con la información procedente de los sensores y elabora de acuerdo a las directrices establecidas las acciones de control para las máquinas y actuadores. La utilización de una u otra opción dependerá en gran medida de los criterios de diseño del sistema, especialmente para el caso de automatismos de poca complejidad. Un sistema de control automático es el conjunto de acciones de control efectuadas sin la intervención de un operario humano. Estas acciones son realizadas por los dispositivos que forman el sistema de control, y este puede ser parte de otro mayor. En un sistema manual, el mando del operario humano varía continuamente dependiendo del resultado observado de la comparación entre la información correspondiente al valor de la magnitud controlada y la del valor establecido para dicha magnitud.

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1.3.- Tipos de control Los sistemas de control de la abierto son aquellos en los que la acción de control es independiente de la salida, es decir, la señal de salida ni tiene influencia sobre la señal de entrada. La señal de entrada actúa directamente sobre el dispositivo de control, para producir por medio del actuador, el efecto deseado en las variables de salida, el regulador no comprueba el valor que toma la salida.

Los sistemas de lazo cerrado son aquellos en os que la acción de control depende de la salida. La salida del sistema se mide por medio de un sensor y se compara con el valor de la entrada de referencia, de manera intuitiva se deduce que, de este modo, el sistema de control podría responder mejor ante las perturbaciones que se produzcan sobre el sistema.

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1.4.- Clasificación de señales Las señales en un sistema de control, por ejemplo, las formas de onda de entrada y salida, son funciones de alguna variable independiente, usualmente el tiempo denotado por t. 1.4.1 Señal analógica Una señal analógica es una señal dependiente de un continuum de valores de la variable independiente t. cuando cambia de valor, necesariamente ha de tomar todos los valores intermedios entre los dos límites.

1.4.2 Señal digital Una señal digital es una señal definida o de interés, solamente, en los instantes discretos (diferentes) de la variable t (de la cual depende).

Así, los sistemas de control se pueden clasificar según los tipos de señales que procesan: continuos con el tiempo (analógicos), discretos en el tiempo (digitales), o la combinación de ambos (híbridos). 4

1.5.- Descripción de los componentes que integran a un automatismo Los elementos de un automatismo son los siguientes: 1.- El procesamiento se realiza sobre una planta o una máquina, que son el conjunto de componentes y piezas que van a tener un determinado objetivo. 2.- La fuente de energía es el medio empleado para realizar el control. En un automatismo eléctrico este medio lo constituye la energía eléctrica aplicada en sus distintas formas, como las tensiones continuas o alternas de baja potencia para la alimentación de dispositivos de control y señalización (alimentación secundaria) y aquellas otras de mayor potencia utilizadas para mover las máquinas o actuar sobre las plantas (alimentación primaria). 3.- Es el dispositivo o conjunto de dispositivos encargados de establecer el Criterio de control. 4.- El actuador es el componente encargado de actuar sobre el proceso o maquina en función de la señal recibida del amplificador. El actuador modifica la variable de entrada del proceso controlado. 5.- El transductor es un dispositivo que transforma un tipo de energía en otro más apto para su utilización. Si la energía transformada es en forma eléctrica se llama sensor. Por ser el instrumento encargado de detectar la señal de salida para utilizarla de nuevo en el proceso de realimentación se le llama en los sistemas de control captador. 6.- El controlador es el elemento de los sistemas digitales que incluye las funciones del comparador, el amplificador y el acondicionador de señales.

5

7.- el operador es el conjunto de elementos de mando y señalización que facilita el intercambio de información entre personas y automatismos para modificar o corregir las condiciones de actuación de la máquina o planta bajo control. 1.6.- Simbología Americana y Europea

6

7

8

1.7.- Sistemas de control híbridos Los sistemas híbridos son sistemas dinámicos heterogéneos cuyo comportamiento está determinado por la interacción de dinámicas correspondientes a variables continuas y eventos discretos, y surgen de la utilización de la lógica de estados finitos para gobernar procesos físicos continuos, o de restricciones topológicas y de redes que interactúan con un control continuo. La gran aplicabilidad de los sistemas híbridos ha inspirado una gran cantidad de investigación en teoría de control y ciencias de la computación. Por otra parte, las ecuaciones diferenciales de orden fraccionario han demostrado ser valiosas herramientas para el modelado de muchos fenómenos físicos. En cuanto a la importancia de los sistemas híbridos y el cálculo fraccionario hay una falta de investigación en 9

sistemas híbridos de orden fraccionario en la literatura específica sobre las aplicaciones de control. Los sistemas híbridos se modelan como autómatas híbridos que pueden representarse como un grafo dirigido con dinámicas continuas asociadas con cada nodo del grafo. El flujo continuo evoluciona de acuerdo con la ecuación diferencial especificada en el nodo actual del grafo. Cuando ciertas condiciones se cumplen, puede tener lugar una transición discreta de un nodo a otro si los nodos están conectados por medio de una arista. El flujo continuo se fuerza entonces a satisfacer la ecuación diferencial en el nuevo nodo. Dependiendo del número de estados discretos (nodos) y la ecuación diferencial en cada estado, el autómata híbrido puede mostrar una conducta más o menos compleja. Los casos límite son de un lado un autómata híbrido con solo un estado discreto y ninguna arista y de otro un autómata híbrido con dinámica continua trivial (x´= 0) en cada estado discreto.

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Unidad II Estructura de los controladores lógicos programables 2.1 Definición Existen varias formas de definir un PLC, entre las mejores se encuentran las siguientes: 1.- Un autómata programable industrial (API) o Programable logic controller (PLC), es un equipo electrónico, programable en lenguaje no informático, diseñado para controlar en tiempo real y en ambiente de tipo industrial, procesos secuenciales. Un PLC trabaja en base a la información recibida por los sensores y el programa lógico interno, actuando sobre los actuadores de la instalación. 2.- Un autómata programable (AP) es una máquina electrónica programable diseñada para ser utilizada en un entorno industrial (hostil), que utiliza una memoria para el almacenamiento interno de instrucciones orientadas al , para implantar soluciones específicas tales como funciones lógicas, secuencias, temporizadores, recuentos y funciones aritméticas con el fin de controlar mediante entradas y salidas digitales y analógicas de diversos tipos de máquinas o procesos. 2.2 Campos de aplicación Un autómata programable suele emplearse en procesos industriales que tengan una o varias de las siguientes necesidades:      

Espacio reducido. Procesos de producción periódicamente cambiantes. Procesos secuenciales. Maquinaria de procesos variables. Instalaciones de procesos complejos y amplios. Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso. 11

   

Aplicaciones generales: Maniobra de máquinas. Maniobra de instalaciones. Señalización y control.

2.3 Ventajas y desventajas de los PLC Un sistema PLC proporciona muchos beneficios a soluciones de control, desde confiabilidad y repetitividad hasta programabilidad. Algunas de las ventajas de emplear estos dispositivos son:           

Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado y añadir aparatos. Ocupa poco espacio Costo de Instalación Menor Mantenimiento más barato. Mayor confiablidad del sistema, al eliminar los os móviles, auto detección e indicación de fallas. Posibilidad de manejar varias máquinas con un mismo PLC. Menor tiempo para la puesta de funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo de cableado. Si por alguna razón la máquina queda fuera de servicio, el PLC se podría utilizar para otra máquina o sistema de producción. Menor tiempo de elaboración de proyectos. Posibilidad de añadir modificaciones sin costo en otros componentes. Menor costo de mano de obra. Si el PLC queda pequeño para el proceso industrial puede seguir siendo de utilidad en otras máquinas o sistemas de producción.

Sin embargo, a pesar de presentar tantas ventajas, no significa que no tenga sus desventajas, entre las cuales son las siguientes:  

Hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a unos de los técnicos de tal sentido, pero hoy en día ese inconveniente está solucionado porque las universidades y/o institutos superiores ya se encargan de dicho adiestramiento. El costo inicial (que puede o no ser un inconveniente), según las características del automatismo en cuestión. Sin embargo, el PLC cubre ventajosamente las limitaciones tanto de la lógica cableada como la de los microprocesadores, y aunque el coste inicial debe ser tenido en cuenta a la hora de decidirnos por uno u otro sistema, conviene analizar todos los aspectos.

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2.4 Clasificación de los PLC Los PLC tienen su criterio básico para su clasificación, la cual es la siguiente:

Compacto Construccion

Modular Compacto/Modular Nano PLC

Cantidad de entradas y salidas

Micro PLC PLC Modulares

Funciones Basicas Funciones Matematicas Capacidad de procesamiento

Lazos Contadores rapidos Comunicaciones

Donde los PLC compactos tienen todas sus componentes electrónicas en un solo compartimiento, y en los PLC modulares las E/S son módulos o tarjetas independientes con varias E/S, que se acoplan al bus con conectores, además de que cada módulo debe ser adquirido por separado, aunque permite tener un PLC mucho más adaptado a las necesidades reales, pero por lo general suele ser una solución más cara. 2.5 Configuración interna Un PLC está compuesto netamente por dispositivos electrónicos cuya configuración se asemeja a la de un pequeño computador o procesador digital. La arquitectura interna del PLC se divide en cuatro grandes partes: U, Memoria, Puertos y Módulos. 13

2.6 Direccionamiento de controles internos del controlador 2.6.1 Conexión mediante buses Básicamente existen tres tipos de buses, los cuales son: 1.- Bus de datos, el cual es el bus encargado de transportar la información que hace referencia a los datos propiamente dicho, tales como entradas y salidas. 2.- Bus de direcciones, contiene la información del dispositivo que es afectado por los datos que actualmente viajen por el bus de datos. Esto es necesario ya que el bus de datos es el mismo para todos los dispositivos, pero o todos ellos deben tener en cuenta a la vez la misma información. 3.- Bus de control, gobiernan el y el uso de las líneas de datos y direcciones

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Direccionamiento de entradas y salidas en el PLC-5 Cada uno de los slots del chasis es un grupo. En cada grupo puede haber un máximo de 16 entradas y 16 salidas. Se llama Rack a un conjunto de 8 grupos. El primer slot, al lado del microprocesador, es el 0 del rack 0, el siguiente el 1 el siguiente el 2, así sucesivamente. El rack 0 tiene los slots 0 a 7, lo que hace un total de 8. En cada slot podemos poner una tarjeta de entradas o salidas. Su dirección está formada por tres cifras. La primera es un cero, la segunda es el nombre del rack y la tercera el número de slot. Los slots 0 y 1 no están disponibles puesto que se encuentra la fuente de alimentación. Si en el slot 2 ponemos una tarjeta de 8 entradas sus direcciones corresponderán a I:002. Para distinguir una entrada concreta, por ejemplo, la 6 escribiremos I:002/6. Si ponemos una tarjeta de salidas en el slot 3 escribiremos O:003. Si en el slot 4 ponemos una tarjeta de 16 entradas, las ocho primeras serán I:004/00 a I:004/7 y las demás serán I:004/10 a I:004/17, esto es debido a que el direccionamiento se realiza en octal. 15

2.6.2 Direccionamiento de entradas y salidas en los SLC En los slc-5/01 y slc-5/02 cada slot puede tener entradas o salidas. Si por ejemplo se pone una tarjeta de 16 salidas en el slot 3, la dirección del bit será O:3/15 o también O:3.0/15 Si la tarjeta tiene más de 16 bits ocupará más de una palabra. Si en el slot 2 ponemos una tarjeta con 32 bits de entrada, el bit 15 se direccionará con I:2.0/15, el bit 16 como I:2.1/0 y el bit 31 con I:2.1/15. En los SLC-500 las entradas y salidas compactas están en el rack 0, la dirección de la salida 7, por ejemplo, será O:0/7. Si además, añadimos más tarjetas, estas se direccionarán como en los SLC modulares. Ciclo de funcionamiento Un ciclo de la operación consiste en dos partes:   



Scan de Salidas y Entradas. Scan de programa En el scan de salidas y entradas lo primero que hace el procesador es actualizar las salidas con el estado de las tablas de salidas (archivo 0) que se han puesto a "1" o a "0" según el programa. Posteriormente el archivo de entradas (fichero I) es actualizado según el estado de las entradas. En el scan de programa el microprocesador va haciendo un escrutinio de las instrucciones del programa y las va ejecutando, actualizando tablas de datos.

2.6.3 Distribución memoria La memoria del PLC se divide en dos partes, la memoria de programa y la de datos. En la parte baja de la memoria se encuentran los archivos de datos y cuando terminan éstos empieza la zona de archivos de programa. A medida que los datos aumentan de tamaño se va desplazando la parte de instrucciones de programa hacia más arriba de la memoria. En el siguiente esquema podemos ver lo explicado:

16

2.6.4 Archivos de programa Se pueden crear hasta 255 archivos de programa, de los cuales, los dos primeros están reservados:    

Archivo número 0 está destinado al uso interno del PLC, este archivo se crea solo automáticamente al empezar un programa. El fichero 1 actualmente no se utiliza, pero está destinado a la programación en SFC en futuras versiones. El archivo número 2 también se crea automáticamente y es el fichero que contiene el programa principal. El PLC siempre empieza a ejecutar las instrucciones por el principio de este fichero y termina el ciclo al llegar al final de este mismo archivo. El resto de ficheros de programa los ha de crear el , y puede crear del número 3 al 255. Los archivos no tienen por qué ir seguidos. Es decir, se puede crear el 10, el 20 y 22, sin utilizar los archivos de en medio.

2.6.5 Archivos de datos Los archivos de datos son zonas de la memoria que va creando el al hacer su programa. Cada una de estas zonas especifica un determinado número de datos de un tipo. Los tipos pueden ser BITS, ENTEROS, TEMPORIZADORES, etc... 17

Cada fichero de datos puede tener de 0 a 255 elementos, por ejemplo, podemos definir un archivo de temporizadores con 10 elementos o un fichero de enteros de 100 elementos. Con elementos se entiende el tipo de dato que representa el archivo. Es importante hacer notar, que no tienen por qué tener la misma longitud elementos de ficheros de tipo distintos. Para definir un determinado archivo para su utilización en el programa, tan solo hace falta utilizarlo en alguna instrucción, automáticamente se crea dicho archivo con una longitud igual a la mayor utilizada hasta ese momento de ese mismo archivo. Si posteriormente se vuelve a utilizar el mismo fichero, pero haciendo referencia a un elemento que no está dentro de la longitud actual, en ese caso, se alarga la definición del archivo de forma automática.

El archivo número 8 está reservado al uso interno del PLC y el 9 a la realización de comunicaciones por la red DH-485. A continuación, se explica los distintos tipos de archivos de datos, los cuales se identifican con una letra y un número:

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Direccionamiento La mejor forma de explicar el direccionamiento es a base de ejemplos. En primer lugar, vamos a ver cómo sería para acceder al elemento 10 del fichero 7 que es de enteros: N7:10  N Es el identificador de tipo, en este caso de Enteros.  7 Fichero número 7.  10 Elemento número 10. Ejemplo para direccionar el elemento 21 del fichero 100 de temporizadores y concretamente el acumulado del temporizador (esto se explicará más adelante): T100:21.ACC

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Unidad III Programación de controlador lógico en lenguaje escalera (Ladder) 3.1 Pantallas de programación Tan importante como el propio control del proceso por parte del PLC, es la parte que visualiza la información y muestra datos de interés hacia el operador. Para esto se utilizan los HMI (Human-Machine Interface, o Interfaz Hombre-Máquina) y los sistemas SCADA. SCADA es el acrónimo de "Supervisory Control And Data Acquisition", es decir: control de supervisión y adquisición de datos. Se trata de una aplicación software especialmente diseñada para funcionar sobre PC y realizar el control de producción, proporcionando comunicación con los dispositivos de campo y controlando el proceso de forma automática desde la pantalla del PC. Además, provee de toda la información que se genera en el proceso productivo, ofreciendo diferente cantidad de datos y posibilidades de actuación según el nivel de de cada : operarios, control de calidad, supervisión, mantenimiento, etc. Este tipo de sistemas usualmente funcionan sobre un PC, que efectúa tareas de supervisión, gestión de alarmas, tratamiento de datos y control de procesos. La comunicación se realiza mediante buses especiales o redes Ethernet. Todo esto se ejecuta normalmente en tiempo real, y están diseñados para dar al operador de planta la posibilidad de supervisar y controlar dichos procesos. 3.2 Fuera de línea (Off Line) El concepto de simulación es posible gracias a la programación “offline” del sistema mediante el software específico. Las características de estas aplicaciones son tan 20

avanzadas que nos permiten ajustar al máximo todos los parámetros de los movimientos y acciones de nuestro robot, incluso de trasladar esta programación directamente al robot y evitar la reprogramación de todo el proceso una vez montado físicamente el sistema en el entorno de producción. Estas técnicas de programación conocidas como programación fuera de línea offline programming (OLP) utilizadas de forma adecuada nos permitirían realizar las siguientes tareas antes de trabajar en un entorno productivo: 







Desarrollar modelos, probarlos y optimizarlos, antes de ser utilizados en la fabricación de piezas y herramientas. Con ello se consigue analizar el comportamiento de sistemas muy complejos y difíciles de evaluar por otros procedimientos. Reprogramar el proceso fuera de una línea de fabricación que se encuentre ya en producción, si por alguna razón, cambian las necesidades. Con este método se reduce el tiempo de parada de las máquinas y robots. Anticipar el funcionamiento y puesta en servicio de las líneas de producción, ya que es un sistema independiente y puede realizarse en paralelo con el montaje de células robóticas. Mejorar la calidad y exactitud de los puntos de soldadura que podrían realizar los operarios, incluso los más expertos.

3.3 En línea (On Line) Cuando se realiza un estudio completo para la automatización de un proceso industrial es necesario el uso de la simulación del proceso mediante computadores para poder evaluar el sistema una vez diseñado y así evitar los posibles fallos y desajustes con el sistema robótico real montado. El principal motivo para realizar

la simulación es

principalmente la prevención de fallos y posibles daños en los mecanismos del brazo robótico y en el entorno de producción y así evitar costes derivados de la programación “online”.

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Hoy en día, las herramientas software, diseñadas en su mayoría por los fabricantes de los

propios

robots

industriales, nos permiten analizar el

proceso a través de la

simulación completa de las células robotizadas mediante computadores. 3.4 Elementos de programación Al igual como los PLCs se han desarrollado y expandido, los lenguajes de programación también se han desarrollado con ellos. Los lenguajes de hoy en día tienen nuevas y más versátiles instrucciones y con mayor poder de computación. Como resultado de estas nuevas y expandidas instrucciones, los programas de control pueden ahora manejar datos más fácilmente. Adicionalmente a las nuevas instrucciones de programación, el desarrollo de nuevos módulos de entradas y salidas también ha obligado a cambiar las instrucciones existentes.

3.4.1 Bit Un “bit” (o dígito binario”) es la unidad de información más pequeña en un sistema digital. Un bit almacena uno de dos estados posibles, bien sea "0" (falso) ó "1" (verdadero). Estos 22

dos dígitos forman la base de un sistema numérico. Los dos dígitos 1 y 0 se llaman dígitos binarios o bits. En el mundo de los os y bobinas, un 1 indica activado o energizado, y un 0 indica que no está activado o no está energizado. Las instrucciones lógicas de bit interpretan estados de señal de 1 y 0 y los combinan de acuerdo a la lógica booleana. Estas combinaciones producen un resultado de 1 o 0 que se denomina "resultado de la operación lógica" (RLO). Las operaciones lógicas que se desencadenan mediante las instrucciones de lógica de bit realizan una variedad de funciones. Dentro del grupo de instrucciones de bit se encuentran las siguientes instrucciones: o normalmente abierto (-] [-, XIC), instrucción de entrada. A esta instrucción se le asocia una dirección binaria, por ejemplo, una entrada (I), una salida (O) o un bit (B) y se comporta como un relé cuya bobina es la dirección asociada. Si el estado del registro donde apunta la dirección es cero entonces el o permanece abierto y se dice que no hay continuidad lógica entre los extremos del o o en otra palabas la instrucción es falsa. Si el estado del registro donde apunta la dirección es 1, entonces el o cierra y hay continuidad lógica entre sus extremos, en otras palabras, la instrucción es verdadera. o normalmente cerrado (-]/[-, XIO), instrucción de entrada. Instrucción de entrada. A esta instrucción se le asocia una dirección binaria, por ejemplo, una entrada (I), una salida (O) o un bit (B) y se comporta como un relé cuya bobina es la dirección asociada. Si el estado del registro donde apunta la dirección es cero entonces el o permanece cerrado y se dice que hay continuidad lógica entre los extremos del o

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o en otra palabas la instrucción es verdadera. Si el estado del registro donde apunta la dirección es 1, entonces el o abre y no hay continuidad lógica entre sus extremos, en otras palabras, la instrucción es falsa. Detector de flanco de subida (-[ONS]-, ONS), instrucción de entrada. Se le asigna una dirección de bit (B). Esta instrucción siempre tiene al menos una instrucción antes que ella. El ONS vigilia el estado de las instrucciones antes que ella, cuando es estado de estas instrucciones va de falso a verdadero, la instrucción se hacer verdadera por el tiempo que dura un ciclo de escáneo, el resto del tiempo la instrucción es falsa. Bobina de salida (–( )–, OTE), instrucción de salida. A esta instrucción se le asocia una dirección binaria, por ejemplo, una entrada (I), una salida (O) o un bit (B). Por ser una instrucción de salida va al final del renglón. Cuando el renglón es falso esta instrucción coloca un 0 en la dirección correspondiente y cuando el renglón es verdadero la instrucción coloca un 1 en la dirección correspondiente. Enclavar dirección (–(L)–, OTL), instrucción de salida. A esta instrucción se le asocia una dirección binaria, por ejemplo una entrada (I), una salida (O) o un bit (B). Por ser una instrucción de salida va al final del renglón. Cuando el renglón es falso esta instrucción no hace nada, como si no estuviera programada y cuando el renglón es verdadero la instrucción coloca un 1 en la dirección correspondiente. Desenclavar dirección (–(U)–, OTU), instrucción de salida. A esta instrucción se le asocia una dirección binaria, por ejemplo una entrada (I), una salida (O) o un bit (B). Por ser una instrucción de salida va al final del renglón. Cuando el renglón es falso esta instrucción

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no hace nada, como si no estuviera programada y cuando el renglón es verdadero la instrucción coloca un 0 en la dirección correspondiente. 3.4.2 Byte Contiene enteros de 8 bits sin signo (1 bytes) que se sitúan en el intervalo entre 0 y 255. El término byte se utiliza a menudo para especificar cantidad, por ejemplo, la cantidad de memoria de un determinado dispositivo o la capacidad de almacenamiento. Cada byte representa un solo carácter de texto en un ordenador. El byte representa letras, símbolos, números, signos de puntuación, caracteres especiales, etc. y codifica diferentes informaciones en un mismo equipo, dependiendo de la cantidad. 3.4.3 Palabras Las memorias especiales pueden ser salidas tipo bit (ej. impulso que se da repetitivo c/seg.) o también del tipo word (2 bytes) o doble word (4 bytes) (recordar que 1 byte = 8 bits).

Los enteros y binarios están agrupados en elementos de 16 bits. Para direccionar un bit se usa el siguiente formato: B3:#elemento/#bit; o se puede colocar la dirección omitiendo el número del elemento esto es: B3/#bit. En este sentido las direcciones B3:1/1 y la dirección B3/17 son equivalentes, tal como muestra la figura, en la posición marcada con la x roja.

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Los enteros, como era de suponerse, son de 16 bits, así que se pueden representar números en el rango de -32.768 to 32.767. La dirección de los enteros tiene el siguiente formato: N:#elemento. Así, una dirección válida para un entero sería N7:1, refiriéndose al segundo entero. También se puede acceder a un bit particular de los 16 bit del entero. Por ejemplo acceder al último bit del entero N7:1 su dirección sería N7:1/15. 3.5 Elementos de programación avanzada 3.5.1 Temporizadores Esta herramienta puede ser utilizada para activar y desactivar una bobina o memoria dentro del programa de acuerdo a un tiempo especificado. Así es posible programar una salida, para que en un determinado tiempo encienda o apague un dispositivo externo, por medio de un temporizador que solo existe a nivel lógico, es decir que esta internamente en el PLC y no como un dispositivo externo. Los temporizadores de un PLC se pueden pensar como un cronómetro regresivo, en el cual se debe indicar el tiempo que durará el conteo, se debe dar inicio a dicho conteo, y cuando éste finalice o llegue a cero, da una señal que para el PLC ponga en estado de activación o desactivación una bobina o memoria.

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Un temporizador o timer digital consiste generalmente de un contador decreciente en donde cada decremento en uno del preset del contador, sera realizada a una frecuencia conocida (veces por segundo) y al llegar a cero se activa un relevador interno o uno de salida. 3.5.2 Contador Un contador es una función de cómputo que permite efectuar la cuenta de acontecimientos o efe impulsos. La cuenta se puede programar en forma progresiva (ascendente) o regresiva (descendente). La operación de conteo consiste en incrementar 1 al contenido del contador, mientras que la operación de descuento consiste en decrementar 1 al contenido del contador, ambos al presentarse un pulso o un acontecimiento. La función del contador, permite activar salidas o memorias internas, en el momento que su registro de conteo coincide con el valor presente previamente definido. Por otro lado, si el registro es diferente al valor de presente la salida asociada al contador no se activará.

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3.5.3 Comparadores Estas operaciones permiten comparar dos variables o una variable con un valor numérico. Todas estas operaciones son condicionales, es decir, cuando se cumple la relación de comparación, se activará una señal del tipo binaria. En algunos casos es necesario que la primera variable sea netamente variable, mientras que la segunda puede ser variable o constante. Las operaciones de comparación posibles son:      

Igualdad. Desigualdad. Menor que. Menor o igual que. Mayor que. Mayor o igual que.

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Un circuito digital comparador realiza la comparación de dos palabras A y B de N bits tomadas como un número entero sin signo e indica si son iguales o si una es mayor que otra en tres

salidas A = B, A > B y A < B. Bajo cualesquiera valores de A y B una y sólo

una de las salidas estará a 1, permaneciendo las otras dos salidas a 0. La comparación de dos bits se puede realizar por medio de una puerta XOR o una XNOR. La salida del circuito es 1 si sus dos bits de entrada son diferentes y 0 si son iguales. 3.5.4 Aritméticos Son operaciones que permiten realizar cálculos aritméticos utilizando operandos del tipo palabra, en algunos casos el resultado de la operación es transferido a otra palabra (destino). Las operaciones aritméticas son las siguientes: Adición: Operación donde se suman dos operandos digitales.

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Sustracción: Operación donde se restan dos operandos digitales.

Multiplicación: Operación donde se multiplica dos operandos digitales.

División: Operación donde se divide dos operandos digitales.

Raíz cuadrada: Operación donde se obtiene la raíz cuadrada de un operando digital.

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3.5.5 Secuenciadores Las instrucciones del secuenciador PLC son instrucciones de salida utilizadas para controlar las operaciones secuenciales. Se emplean en sistemas donde los dispositivos deben encenderse y apagarse durante períodos de tiempo definidos y en sistemas que realizan una secuencia de operaciones sucesivas. Compara datos de 16 bits con datos almacenados para monitorear condiciones de operación o con propósitos de diagnóstico. La función secuenciadora de un PLC es normalmente llamada función de tambor controladora, se usa la designación de la función como DR en lugar de SQ, ya que esta última ya está usada para la raíz cuadrada.

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Unidad IV Otros lenguajes de programación 4.1 Listado de instrucciones Las instrucciones booleanas pueden ser comparadas con los elementos de lenguaje de os. Las instrucciones LD, LDN, LDR y LDF corresponden respectivamente a os abierto, cerrado, de flanco ascendente y de flanco descendente (LDR y LDF únicamente en entradas de autómata).

Las instrucciones ST, STN, S y R corresponden respectivamente a las bobinas directa, inversa, en la conexión y desconexión.

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Las instrucciones Y lógica: AND, ANDN, ANDR, ANDF realizan un Y lógica entre el operando (o su inverso, o frente ascendente o frente descendente) y el resultado booleano de la instrucción anterior.

Las instrucciones O Lógica: OR, ORN, ORR, ORF realizan un O entre el operando (o su inverso, o frente ascendente, o frente descendente) y el resultado booleano de la instrucción anterior.

Las instrucciones O Exclusiva: XOR, XORN, XORR, XORF realizan un O exclusivo entre el operando (o su inverso, o frente ascendente, o frente descendente) y el resultado booleano de la instrucción anterior.

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La instrucción Negación N realiza la negación del resultado de la instrucción anterior.

Las instrucciones AND y OR pueden utilizar paréntesis. Estos paréntesis permiten realizar esquemas de os de forma sencilla. El signo de abertura de paréntesis se asocia a la instrucción AND u OR. El paréntesis de cierre es una instrucción que es obligatoria para cada paréntesis abierta.

Las instrucciones MPS, MRD, MPP permiten tratar las transferencias hacia las bobinas. Estas instrucciones utilizan una memoria intermedia llamada pila que puede almacenar hasta 8 informaciones booleanas. 34

La instrucción MPS almacena el resultado de la última instrucción de comprobación en la parte superior de la pila y desplaza los otros valores hacia el fondo de la pila. La instrucción MRD lee la cima de la pila. La instrucción MPP lee, desocupa la cima de la pila y desplaza los otros valores hacia la cima de la pila.

Para facilitar la puesta a punto de un programa se pueden utilizar dos instrucciones específicas del lenguaje de os. • •

La instrucción OPEN interrumpe la continuidad (lógica 0) sea cual sea el resultado de la anterior operación lógica (equivalente en lenguaje Lista: instrucción AND 0). La instrucción SHORT garantiza la continuidad (lógica 1) sea cual sea el resultado de la anterior operación lógica (equivalente en lenguaje Lista: OR 1).

4.2 Bloques de funciones 35

Los bloques de función aplican objetos de bits y palabras específicos. Donde los bits corresponden a salidas de bloques. Se accede a estos bits mediante las instrucciones booleanas de comprobación. Las palabras corresponden: • •

A parámetros de configuración de bloque; el programa permite acceder a estos parámetros. A valores actuales.

Los bloques de función estándar pueden programarse de 2 formas distintas: • •

Con instrucciones de bloque de función; esta forma reversible en lenguaje de os autoriza las operaciones en el bloque en un solo lugar del programa. Con instrucciones específicas; esta forma no reversible permite efectuar operaciones en las entradas del bloque en distintos lugares del programa.

Este tipo de programación utiliza las instrucciones de bloque BLK, que indica el inicio del bloque de función, OUT_BLK opcional, permite "cablear" directamente las salidas del bloque. Y END_BLK indica el final del bloque.

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4.3 Grafcet Las instrucciones Grafcet del lenguaje PL7 permiten traducir un Grafcet gráfico de forma simple. El lenguaje PL7 comprende un máximo de 62 etapas incluyendo la o las etapas iniciales. El número de etapas activas simultáneas sólo está limitado por el número de etapas. El cuadro siguiente agrupa todas las instrucciones y objetos que permiten programar un Grafcet.

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Un programa Grafcet PL7 consta de 3 partes, cada una con una función específica. 4.3.1 Tratamiento preliminar Consta de instrucciones que aseguran el tratamiento de: • • • • •

Restablecimiento alimentación Fallas Cambios de modos Ubicación previa del gráfico Lógicas de entradas Finaliza con la primera instrucción =*= o -*- encontrada.

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4.3.2 Tratamiento secuencial Formado por el gráfico (instrucciones que representan el gráfico): • • • •

Etapas Acciones que se asocian con la etapa Transiciones Receptividades

Finaliza con la ejecución de la instrucción =*=POST.

4.3.3 Tratamiento posterior Formado por un grupo de instrucciones que aseguran el tratamiento: • •

Órdenes del tratamiento secuencial para el control de las salidas. Seguridades indirectas especiales para las salidas. 39

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