BLOQUES FUNCIONALES DE PROGRAMACION DEL PLC.

UNIDAD3

Aplicaciones de automatización con plc

LENGUAJES DE PROGRAMACION

Los lenguajes de programación son necesarios para la comunicación entre el usuario, sea programador u operario de la máquina o proceso donde se encuentre el PLC y el PLC. La interacción que tiene el usuario con el PLC la puede realizar por medio de la utilización de un cargador de programa también reconocida como consola de programación o por medio de un PC.

En procesos grandes o en ambientes industriales el PLC recibe el nombre también de API (Autómata Programable Industrial) y utiliza como interface para el usuario pantallas de plasma, pantallas de contacto (touch screen) o sistemas SCADA (sistemas para la adquisición de datos, supervisión, monitoreo y control de los procesos).

Lenguajes de programación típicos

Varios son los lenguajes o sistemas de programación posibles en los autómatas programables; por esto, cada fabricante indica en las características generales de su equipo cuál es el lenguaje o los lenguajes con los que puede operar. En general, se podría decir que los lenguajes de programación más usuales son aquellos que transfieren directamente el esquema de contactos y las ecuaciones lógicas pero, éstos no son los únicos.

Los lenguajes y métodos gráficos más utilizados son:

Mnemónica

En los autómatas de gama baja, es el único modo de programación. Consiste en elaborar una lista de instrucciones o nemónicos que se asocian a los símbolos y su combinación en un circuito eléctrico a contactos. También decir, que este tipo de lenguaje es, en algunos casos, la forma más rápida de programación e incluso la más potente.

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Lógica Cableada Es una forma de realizar controles, en la que el tratamiento de datos (botonería, fines de carrera, sensores, presóstatos, etc.), se efectúa en conjunto con contactores o relés auxiliares, frecuentemente asociados a temporizadores y contadores.

En sistemas mayores también se emplea el autómata programable, entre los que se encuentran los PLC. Estos autómatas no se programan en lenguajes tradicionales como cualquier computador, se programan en Ladder, lenguaje en el cual las instrucciones no son otra cosa que líneas de lógica cableada. Así el conocimiento de la lógica cableada es de fundamental importancia para quien programa un autómata programable o PLC. La lógica cableada más que una técnica, hoy en día constituye una filosofía que permite estructurar circuitos en forma ordenada, prolija y segura, sea en circuitos cableados o programados.

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Grafcet

Grafcet (Graphe de Comande Etape Transition, cuya traducción literal es Gráfico de Orden Etapa Transición). Ha sido especialmente diseñado para resolver problemas de automatismos secuenciales. Las acciones son asociadas a las etapas y las condiciones a cumplir a las transiciones. Este lenguaje resulta enormemente sencillo de interpretar por operarios sin conocimientos de automatismos eléctricos. Muchos de los autómatas que existen en el mercado permiten la programación en GRAFCET, tanto en modo gráfico o como por lista de instrucciones. También podemos utilizarlo para resolver problemas de automatización de forma teórica y posteriormente convertirlo a plano de contactos. El GRAFCET surge en Francia a mediados de los años 70, debido a la colaboración de algunos fabricantes de autómatas, como Telemecanique y Aper con dos organismos oficiales, AFCET (Asociación francesa para la cibernética, economía y técnica) y ADEPA (Agencia nacional para el desarrollo de la producción automatizada). Homologado en Francia, Alemania, y posteriormente por la comisión Electrónica Internacional (IEC 848, año 1988) .

Actualmente es una herramienta imprescindible cuando se trata de automatizar procesos secuenciales de cierta complejidad con autómatas programables.

El GRAFCET es un diagrama funcional que describe la evolución del proceso que se quiere automatizar tal y como se muestra en la figura. Está definido por unos elementos gráficos y unas reglas de evolución que reflejan la dinámica del comportamiento del sistema.

Todo automatismo secuencial o concurrente se puede estructurar en una serie de etapas que representan estados o subestados del sistema en los cuales se realiza una o más acciones, así como transiciones, que son las condiciones que deben darse para pasar de una etapa a otra.

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Elementos del Grafcet

Las Etapas

Las etapas representan cada uno de los estados del sistema.

El símbolo empleado para representar una etapa es un cuadrado con un numero o símbolo en su interior que la identifica. Las etapas iniciales se representan por un cuadrado con doble línea. Cuando se recorre el gráfico de evolución, por cualquier camino posible, deben alternarse siempre una etapa y una transición.

Las acciones que llevan asociadas las etapas se representan con un rectángulo donde se indica el tipo de acción a realizar. Una etapa puede llevar asociadas varias acciones.

Líneas de Evolución

Las líneas de evolución unen entre si las etapas que representan actividades consecutivas. Las líneas se entenderán siempre orientadas de arriba abajo, a menos que se represente una flecha en sentido contrario. Dos líneas de evolución que se crucen debe de interpretarse, en principio que no están unidas.

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Las Transiciones

Las transiciones, representan las condiciones lógicas necesarias para que finalice la actividad de una etapa y se inicie la etapa o etapas inmediatamente consecutivas.

Gráficamente se representan por una línea cruzada sobre las líneas de evolución.

Los Reenvíos

Son símbolos en forma de flecha que indican la procedencia o destino de las líneas de evolución.

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DIAGRAMA DE CONTACTOS –Ladder diagram–

El lenguaje de programación LADDER (escalera) permite representar gráficamente el circuito de control de un proceso dado mediante el uso simbólico de contactos N.A. y N.C., temporizadores, contadores, registros de desplazamiento, relés, etc. Este tipo de lenguaje debe su nombre a su similitud con los diagramas eléctricos de escalera.

El programa en lenguaje LADDER, es realizado y almacenado en la memoria del PLC (sólo en ciertos tipos de PLC´s que están preparados para ello) por un individuo (programador). El PLC lee el programa LADDER de forma secuencial (hace un scan o barrido), siguiendo el orden en que los renglones (escalones de la escalera) fueron escritos, comenzando por el renglón superior y terminando con el inferior.

En este tipo de programa cada símbolo representa una variable lógica cuyo estado puede ser verdadero o falso. Dispone de dos barras verticales que representan a la alimentación eléctrica del diagrama; la barra vertical izquierda corresponde a un conductor con tensión y la barra vertical derecha corresponde a la tierra o masa.

A continuación se muestra la simbología más comúnmente usada en la elaboración de diagramas de escalera, según la normativa:

INPUT (entrada)

Representa a una entrada normalmente abierta. Este componente puede representar a una entrada física del PLC o a una entrada lógica asociada a un relé interno (auxiliar) del PLC.

NC-INPUT (entrada cerrada)

Representa a una entrada normalmente cerrada. Este componente puede representar a una entrada física del PLC o a una entrada lógica asociada a un relé interno (auxiliar) del PLC.

Es importante destacar que tanto los contactos asociados a las entradas del PLC como los contactos de los relés internos o auxiliares del mismo, pueden constituir configuraciones lógicas, o en forma general, pueden estar representados en las conocidas "tablas de la verdad" a fines de activar o desactivar salidas específicas del PLC o a relés internos del mismo.

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OUTPUT (salida)

Representa a un dispositivo genérico de salida que puede estar asociado a una salida física del PLC o a una salida lógica del diagrama escalera (por ej. una bobina de un relé interno del PLC).

En los diagramas LADDER la línea vertical a la izquierda representa un conductor con tensión o voltaje, y la línea vertical a la derecha representa tierra.

Los Contactos son elementos a evaluar para decidir si activar o no las salidas en determinado “escalón”, son variables lógicas o binarias, que pueden tomar solo dos estados: 1 o 0, Estos estados que provienen de entradas al PLC o relés internos del mismo.

En la programación LADDER (escalera), estas variables se representan por contactos, que justamente pueden estar en solo dos estados: abierto o cerrado.

Los contactos se representan con la letra “E” y dos números que indicaran el modulo al cual pertenecen y la bornera a la cual están asociados.

Ejemplo: E0.1 entrada del modulo “0” borne “1”

Los contactos abiertos al activarse se cerraran.

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Los contactos cerrados al activarse se abrirán.