Automatización-Tutorial del macroPLC-Lic Edgardo Faletti(2011)

1 -TALLER DE AUTOMATIZACIÓN-

EDICIÓN DIGITALIZADA LIC. EDGARDO FALETTI (2013)

MANUAL DEL MACRO PLC TRAINER

Presentación MacroPLC

Figura 1. Pantalla del MacroPLC Trainer

MacroPLC es un PLC -Controlador Lógico Programable- , de tamaños reducidos y bajo costo, pensado especialmente para su incorporación en escuelas e instituciones educativas, su amigable e intuitivo entorno de programación y simulación, junto con la facilidad de reparación, simpleza de sus circuitos, cantidad de funcionalidades, y construcción robusta, hacen de MacroPLC un instrumento ideal para las prácticas de los alumnos. El primer prototipo de MacroPLC vio la luz en el año 2008, año en el cual tambien fuimos seleccionados en importante concurso de innovaciones tecnológicas de Argentina.

MacroPLC Trainer, el software que acompaña el PLC, tiene funcionalidad de Simulador, y esta diseñado junto con profesores para crear un entorno con una curva de aprendizaje muy rápida, es una interface gráfica simple, con pocas pantallas y sin configuraciones complicadas, con la cual los usuarios podrán aprender de una manera muy ilustrativa a realizar sus primeros automatismos. Introduccion a los PLC

Un PLC es un dispositivo electrónico muy usado en automatización industrial. Un PLC controla la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales, procesan y reciben señales digitales y analógicas y pueden aplicar estrategias de control. Desarrollo con PLCs

• Programacion Ladder

El LADDER, también denominado lenguaje de contactos o en escalera, es un lenguaje de programación gráfico muy popular dentro de los autómatas programables debido a que está basado en los esquemas eléctricos de control clásicos. De este modo, con los conocimientos que todo técnico eléctrico posee, es muy fácil adaptarse a la programación en este tipo de lenguaje. Los elementos importantes en un programa para PLC al igual que un tablero de reles lógico - Contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados. - Bobinas. - Temporizadores (Timers). - Contadores.


A continuación se muestran los símbolos de cada elemento:

Figura 2. Dispositivos virtuales del MacroPLC Trainer

• Funcionalidades de MacroPLC

Lógica Circuital Simple (diagramas de contactos o ladder): En este apartado se tratarán, de modo general, los conceptos básicos de programación en LADDER.

Una vez conocidos los elementos que LADDER proporciona para su programación, resulta importante resaltar cómo se estructura un programa y cuál es el orden de ejecución. El siguiente esquema representa la estructura general de la distribución de todo programa LADDER, contactos a la izquierda y bobinas y otros elementos a la derecha.

Distribución de un programa:

Figura 3. Armado del diagrama de contactos

En cuanto a su equivalencia eléctrica, podemos imaginar que la línea vertical de la izquierda

representa el terminal de alimentación, mientras que la línea vertical de la derecha representa el terminal de masa.

El orden de ejecución es generalmente de arriba a bajo y de izquierda a derecha, primero los contactos y luego las bobinas, de manera que al llegar a éstas ya se conoce el valor de los contactos y se activan si procede. El orden de ejecución puede variar de un autómata a otro, pero siempre se respetará el orden de introducción del programa, de manera que se ejecuta lo que primero se introduce.


• Tipos de Bloques de Contactos Los contactos, únicos elementos que se colocan a las entradas, son de tipo:

normal abierto normal cerrado

Encima del contacto se escribe la variable a la cual hace referencia. El valor lógico del contacto depende directamente del valor lógico de su variable. Las variables a las que pueden referirse los contactos discretos son: Entradas digitales, Salidas digitales, Bits internos: reles internos, estados de temporizadores, y estado de contadores.

Discretos: Normal Abierto

Para los contactos “normal abierto”, si la variable es V el contacto también será V y, si la variable es F el contacto será F.

Discretos: Normal Cerrado

Los contactos normal cerrado toman el valor inverso de su variable, si la variable es V el contacto será evaluado como F y viceversa.

Diferenciales: Flanco Ascendente

Flanco ascendente, es un bloque especial, que tendrá su contacto cerrado cuando la señal en la variable monitorizada, haya pasado de estado 0 a 1 en el último ciclo de ejecución del PLC, en otras palabras, tendrá un estado lógico 1 solo en el instante que un nivel alto se haga presente en la variable indicada.

Diferenciales: Flanco Descendente

Flanco descendente, es un bloque especial, que tendrá su contacto cerrado cuando la señal en la variable monitorizada, haya pasado de estado 1 a 0 en el último ciclo de ejecución del PLC, en otras palabras, tendrá un estado lógico 1 solo en el instante que un nivel alto deje de estar presente en la variable indicada.

Comparadores: Igual

El bloque de comparación IGUAL, es un bloque especial, que tendrá su contacto cerrado cuando el valor numérico del primer operando es igual al valor numérico del segundo operando especificado.

Comparadores: Distinto

El bloque de comparación DISTINTO, es un bloque especial, que tendrá su contacto cerrado cuando el valor numérico del primer operando es distinto al valor numérico del segundo operando especificado.


Comparadores: Mayor o Igual

El bloque de comparación MAYOR O IGUAL, es un bloque especial, que tendrá su contacto cerrado cuando el valor numérico del primer operando es mayor o igual al valor numérico del segundo operando especificado.

Comparadores: Menor o Igual

El bloque de comparación MENOR O IGUAL, es un bloque especial, que tendrá su contacto cerrado cuando el valor numérico del primer operando es menor o igual al valor numérico del segundo operando especificado.

• Elementos de Salida

A los elementos de salida, al igual que para la entrada, se les escribe la variable a la cual están referidos. El valor lógico del elemento de salida es determinado por el PLC a partir de los elementos de entrada. El elemento de salida principal se denomina Asignación o Bobina. Las bobinas son de tres tipos:

o Asignación simple: su valor lógico es igual al resultado de la combinación de los contactos en la rama. Si el resultado de la evaluación de los contactos es V entonces la bobina será V; si el resultado es F, la bobina toma el valor F.

o Puesta a uno (SET): cuando llega el valor V a esta bobina, su variable asociada se pone y mantiene indefinidamente en estado V sin imporar que a la bobina llegue posteriormente un valor F. Una vez retenida la variable en el valor V, para pasarla a F será necesario el uso de una bobina de puesta a 0.

o Puesta a cero (RESET): Cuando llega un valor V a esta bobina, su variable asociada se pone y mantiene indefinidamente en estado F sin importar que a la bobina llegue posteriormente un valor F. la única manera de cambiar el estado de la variable es usando una bobina de puesta a 1.

Otros tipos de elementos de salida son: Temporizadores, Contadores, Relés internos. Nos referiremos lógicamente a estos elementos de salida, como registros discretos.

• Tipos de Registros

Discretos Los registros discretos son los que pueden tomar dos valores, verdadero o falso, 1 o 0, cerrado o abierto. son ejemplos de registros discretos o booleanos, las entradas digitales, las salidas, los estados de resultado de los temporizadores, los relés o banderas internas, entre otros.

Entradas Las entradas en MacroPLC son nombradas como E(x), siendo (x) un valor numérico empezando desde 0 para la primer entrada. El valor lógico del registro corresponde a una señal activa alta (12v), en el borne de entrada correspondiente del MacroPLC, son registros que calcan estados del exterior del PLC, solo se pueden leer, generalmente provienen de los sensores del automatismo.

Salidas Las salidas en MacroPLC son nombradas como S(x), siendo (x) un valor numérico empezando desde 0 para la primera. si el valor logico del registro se pone en alto, el contacto del relé de salida correspondiente del MacroPLC se cerrara, son registros que envían estados del exterior del PLC, generalmente hacia los actuadores del automatismo. El estado de los registros de salida se pueden leer y escribir.


Relés o Banderas Internas Las banderas o relés internos en MacroPLC son nombradas como RAM(x) y ROM(x), siendo (x) un valor numérico empezando desde 0 para la primer bandera, FLAG o relé interno. Estos registros no tienen contacto directo del exterior, se usan para mantener estados que pueden ser utilizados por el automatismo. El estado de los registros, de RAM y ROM, se pueden leer y escribir.

• Discretos Especiales:

Estados de Entrada de Temporizadores Demora a la Conexión Solo se puede modificar su valor conectándolos por su izquierda a una rama del diagrama ladder, tomaran el valor 1 si hay algún recorrido cerrado mediantes los contactos, o 0 si no lo hay, no se pueden leer mediante contactos.

Estados de Entrada de Temporizadores Demora a la Desconexión Solo se puede modificar su valor conectándolos por su izquierda a una rama del diagrama ladder, tomaran el valor 1 si hay alguna recorrido cerrado mediantes los contactos, o 0 si no lo hay, no se pueden leer mediante contactos.

Estados de Salida de Temporizadores Demora a la Conexión Se utiliza como operador de contactos NA y NC, simboliza el estado de la salida del temporizador con demora a la conexión, no se pueden escribir, ya que su nivel depende del bloque de función de temporizado.

Estados de Salida de Temporizadores Demora a la Desconexión Se utiliza como operador de contactos NA y NC, simboliza el estado de la salida del temporizador con demora a la desconexión, no se pueden escribir, ya que su nivel depende del bloque de función de temporizado.

• Numéricos: Valor Actual de Temporizadores Demora a la Conexión Se pueden cargar hacia el acumulador del PLC con la instrucción LDA, utilizándolo como operando, luego en el acumulador puede ser manipulado, también se puede forzarles un valor actual, utilizando la función OUTA. El valor actual automáticamente decrementará cada décima de segundo, siempre y cuando haya un 1 lógico en la entrada del temporizador TON Se lo puede utilizar en contactos mediante bloques operaciones de comparación.

Valor Actual de Temporizadores Demora a la Desconexión Se pueden cargar hacia el acumulador del PLC con la instrucción LDA, utilizándolo como operando, luego en el acumulador puede ser manipulado, también se puede forzarles un valor actual, utilizando la función OUTA. El valor actual automáticamente decrementara cada décima de segundo, siempre y cuando haya un 0 lógico en la entrada del temporizador TOFF Se lo puede utilizar en contactos mediante bloques operaciones de comparación.

Valor Actual de los Contadores Se pueden cargar hacia el acumulador del PLC con la instrucción LDA, utilizándolo como operando, luego en el acumulador puede ser manipulado, también se puede forzarles un valor actual, utilizando la función OUTA. Se lo puede utilizar en contactos mediante bloques operaciones de comparación. El valor actual de contadores también puede ser incrementado con la función CTU, y disminuido con la función CTD


• Registros Reservados:

Entrada Analógica:

RSV01: Lectura 8bits de la Entrada Analógica Valor leído de la entrada analógica del MacroPLC

Funciones Horarias:

RSV13: Valor Numérico Hora Actual Contiene el valor de las horas, tomado del reloj interno, se puede consultar en bloques operaciones de comparación, también se lo puede modificar mediante operaciones LDA y OUTA

RSV14: Valor Numérico Minuto Actual Contiene el valor de los minutos, tomado del reloj interno, se puede consultar en bloques operaciones de comparación, también se lo puede modificar mediante operaciones LDA y OUTA

RSV15: Valor Numérico Segundo Actual Contiene el valor de los segundos, tomado del reloj interno, se puede consultar en bloques operaciones de comparación, también se lo puede modificar mediante operaciones LDA y OUTA

Control de Motor Paso a Paso RSV10: Duración del Pulso RSV11: Pasos Sentido Horario RSV12: Pasos Sentido Anti-Horario

• Tipos de Cajas de Acciones

Discretas: NOP: Sinónimo de No Operación, no hace nada. OUT: En Algunos PLCs llamada Copy, Copia el valor del nodo en el Registro Discreto indicado. SET: si valor del nodo es 1, activa (pone en 1) el Registro Discreto indicado. RST: si valor del nodo es 1, desactiva (pone en 0) el Registro Discreto indicado. TON: si valor del nodo es 1, mantiene un 1 en la entrada de Temporizadores Demora a la Conexión. TOFF: si valor del nodo es 1, mantiene un 1 en la entrada de Temporizadores Demora a la Desconexión. CTU: Incrementa en una unidad el Valor Actual del Contador indicado. CTD: Decrementa en una unidad el Valor Actual del Contador indicado. Operación de Registros: LDA: Carga el registro indicado o constante en el Acumulador Matemático del PLC. OUTA: Copia el valor del Acumulador Matemático del PLC hacia el Registro Indicado.


Matemáticas (en 8 bits): INCA: Incrementa en una unidad el valor almacenado en Acumulador. DECA: Decrementa en una unidad el valor almacenado en Acumulador. INVA: Realiza en el valor del Acumulador la operación matemática Complemento. ROTLA: Rotar hacia la izquierda los bits del Acumulador, y el de mayor peso pasa a ser el de menor. ROTRA: Rotar hacia la derecha los bits del Acumulador, y el de menor peso pasa a ser el de mayor. SHFLA: Desplazar hacia la Izquierda los bits del Acumulador, Equivale a multiplicar por 2, desprecia el acarreo. SHFRA: Desplazar hacia la Derecha los bits del Acumulador, Equivale a dividir por 2, desprecia el resto ANDA: Realiza la operación matemática binaria Y entre el Acumulador y el Registro Numérico o Constante indicada. ORA: Realiza la operación matemática binaria O entre el Acumulador y el Registro Numérico o Constante indicada. XORA: Realiza la operación matemática binaria XOR entre el Acumulador y el Registro Numérico o Constante indicada. ADDA: Suma del valor del Acumulador el valor definido en el Registro Numérico o Constante indicada. SUBA: Resta del valor del Acumulador el valor definido en el Registro Numérico o Constante indicada. MULA: Multiplica el valor del Acumulador por el valor definido en el Registro Numérico o Constante indicada. DIVA: Divide el valor del Acumulador por el valor definido en el Registro Numérico o Constante indicada.

Simulador MacroPLC Trainer

Principales Pantallas y Diálogos:

Pantalla Principal

Figura 4.Pantalla principal.


Área de Enlaces a Funciones Operativas del Programa

Figura 5. Área de funciones operativas

Área de Edición del Programa

Figura 6. Zona de Edición del Programa.

Área de Simulación Entradas

Figura 7.Barra de simulación de entradas.

Área de Simulación Salidas

Figura 8. Barra de simulación de salidas


Área de Simulación Temporizadores Retardo a la Conexión

Figura 9. Barra de Temporizadores a la conexión

Área de Simulación Temporizadores Retardo a la Desconexión

Figura 10. Barra de Temporizadores a la desconexión

Área de Simulación Relés o Banderas RAM

Figura 11. Barra Relés o Flags de RAM.


Área de Simulación Relés o Banderas ROM

Figura 12.Barra de Flags de ROM

Área de Simulación Contadores

Figura 13. Barra de salida de los contadores

Dialogo de Agregar Contacto

Figura 14. Ventana para agregar contacto.

Selección de Tipo de Contacto

Figura 15. Indico los tipos de contactos.


Selección de Operador Izquierdo

Figura 16. Selección del operador Izquierdo.

Selección de Operador Derecho

Figura 17. Selección del operador derecho.

Selección Botones de Retorno

Figura 18. Indico NC, NA y CABLE.

Diálogo de Agregar Acción

Figura 19. Función


Selección de la Acción

Figura 20. Determino la función de la salida de la lógica.

Selección de Operando

Figura 21. Determino las características.

Selección de Índice de Contadores o Temporizadores

Figura 22. Valor del contador o temporizador

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