Curso PLC

CURSO BASICO DE PLC OCTUBRE 2004

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MANUAL DE ENTRENAMIENTO SANTA CRUZ - BOLIVIA

REVISION A OCTUBRE 2004

PGA AUTOMATIZACION

PPPGGGAAA


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INTRODUCCION..........................................................................................................6

PLC (Controlador Lógico Programable) ............................................................6

Arquitectura básica de un PLC .................................................................................................... 6

Campos de aplicación .................................................................................................................... 9

Ventajas ............................................................................................................................................ 10

Inconvenientes................................................................................................................................ 10

ESTRUCTURAS.........................................................................................................11

Estructura Externa ......................................................................................................................... 11

Estructura compacta ..................................................................................................................... 11

Estructura semimodular ...................................................................................................11 Estructura modular ...........................................................................................................11

COMPOSICION INTERNA........................................................................................11 CPU.....................................................................................................................................12

Procesador .....................................................................................................................12 Memoria monitor del sistema ......................................................................................13

Fuente de Alimentación....................................................................................................13 Memoria .............................................................................................................................13

Memoria interna ............................................................................................................14 Memoria de programa (Memoria Externa).......................................................................14

FUNCIONES BASICAS..............................................................................................15 Funciones Básicas de un PLC .........................................................................................15 Funciones básica de la CPU ............................................................................................15 Nuevas Funciones.............................................................................................................16

INTERFACES.............................................................................................................16 Entradas y Salidas ............................................................................................................17 Entradas digitales .............................................................................................................17 Entradas analógicas .........................................................................................................18 Salidas digitales ................................................................................................................18 Salidas analógicas ............................................................................................................19

SLC500 de la línea ALLEN BRADLEY ..................................................................19


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PROGRAMACION .....................................................................................................20 Diferentes Sistemas de programación ............................................................................21 Sistema de programación LADDER.................................................................................21 Tiempo Scan ......................................................................................................................23 Elementos y Sintaxis de la programación del LADDER ................................................24

ACCESO Y ALMACENAMIETO DE LOS ARCHIVOS DEL PROCESADOR............28 Descarga ............................................................................................................................28 Operación Normal .............................................................................................................29 Apagado.............................................................................................................................29 Encendido..........................................................................................................................29

ORGANIZACIÓN Y DIRECCIONAMIENTO DE ARCHIVOS .....................................30 Descripción de la organización del archivo....................................................................30 Descripción general del archivo de procesador ............................................................30

Archivos de programa...................................................................................................31 Archivos de datos..........................................................................................................32

MODOS DE DIRECCIONAMIENTO VALIDOS Y TIPOS DE ARCHIVOS .................34 Direccionamiento Directo ....................................................................................................34 Direccionamiento Indexado.................................................................................................35 Direccionamiento indirecto ..................................................................................................35 Direccionamiento indirecto indexado ..................................................................................35

COMO DIRECCIONAR LOS ARCHIVOS DE DATOS...............................................35

COMO ESPECIFICAR DIRECCIONES LOGICAS.....................................................37 Direccionamiento de E/S para un controlador de E/S fijo .............................................38 Direccionamiento de E/S para un controlador modular ................................................40 Como especificar direcciones indexadas .......................................................................40

Como crear datos para direcciones indexadas ..........................................................42 Como monitorizar las direcciones indexadas.............................................................43 Instrucciones de Archivo (Símbolo #) .........................................................................44

Como especificar una dirección indirecta ......................................................................44

CONSTANTES NUMERICAS ....................................................................................45

APENDICE .................................................................................................................46


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SISTEMAS NUMERICOS...........................................................................................46

Valores decimales positivos ............................................................................................46 Valores decimales Negativos ...........................................................................................47 Números Hexadecimales ............................................................................................................. 48

Mascara Hexadecimal ................................................................................................................... 50

Aritmética de punto ( coma ) flotante binario......................................................................... 51 INSTRUCCIONES BASICAS 1.1

Acerca de las instrucciones básicas 1.2 Descripción general de las instrucciones de bit 1.3

Archivos de datos de salida y entrada (archivos O:0 e I:1) 1.3 Archivo de estado (archivo S2:) 1.4 Archivo de datos de bit (B3:) 1.5 Archivos de datos de temporizador y contador (T4: y C5:) 1.5 Archivo de datos de control (R6:) 1.6 Archivo de datos enteros (N7:) 1.7

Examine si cerrado (XIC) 1.9

Examine si abierto (XIO) 1.9 Active la salida (OTE) 1.10 Enclavamiento de salida (OTL) y desenclavamiento de salida (OTU) 1.11 One–Shot Rising (OSR) 1.12 Descripción general de las instrucciones de temporizador 1.15 Temporizador a la conexión (TON) 1.18 Temporizador a la desconexión (TOF) 1.19 Temporizador retentivo (RTO) 1.21 Uso de los contadores 1.23 Cómo funcionan los contadores 1.26 Conteo progresivo (CTU) 1.26 Conteo regresivo (CTD) 1.28 Contador de alta velocidad (HSC) 1.29 Restablecimiento (RES) 1.34 Instrucciones básicas del ejemplo de aplicación de la perforadora de papel 1.35


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INSTRUCCIONES DE COMPARACION 2.1 Acerca de las instrucciones de comparación 2.2 Descripción general de las instrucciones de comparación 2.2

Uso de direcciones de palabra indexadas 2.2 Uso de direcciones de palabra indirectas 2.2

Igual (EQU) 2.3 No igual (NEQ) 2.3 Menor que (LES) 2.4 Menor o igual que (LEQ) 2.4 Mayor que (GRT) 2.5 Mayor o igual que (GEQ) 2.5 Comparación con máscara para igual (MEQ) 2.6 Prueba de límite (LIM) 2.7 Ejemplo de aplicación de instrucciones de comparación en la perforadora de papel 2.9 Cómo escalar con parámetros (SCP) 3.15


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INTRODUCCION

En los tiempos de 1960, fueron introducidos los primeros PLC’s. La primera razón para el diseño de tales dispositivos, fue el de eliminar el gran costo envuelto en reemplazar sistemas de control de maquinas basados en Reles. Debido que los Reles son dispositivos mecánicos, tienen un tiempo de vida limitado, requieren un mantenimiento planificado muy frecuente.

Por los 1970 se nota la tecnología dominante de los PLC’s, teniendo fácilmente a reducir lógicas de los reles, a algo tan pequeño como es el PLC. Los microprocesadores empiezan a dominar con habilidades de comunicación.

PLC (Controlador Lógico Programable)

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 secuénciales.

Un PLC trabaja en base a la información recibida por los ‘captadores’ y el programa lógico interno, actuando sobre los ‘accionadores’ de la instalación.

Arquitectura básica de un PLC

Como toda computadora, el PLC posee una CPU, Memoria, periféricos, etc. Analizaremos las funciones de cada elemento.

La CPU, también llamada unidad central de proceso es la encargada de ejecutar el programa almacenado en la memoria por el usuario. Podemos considerar que la CPU toma, una a una, las instrucciones programadas por el usuario y las va ejecutando. Cuando llega al final de la secuencia de instrucciones programadas, la CPU vuelve al principio y sigue ejecutándolas de manera cíclica.


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Como se dijo, la memoria almacena el programa de aplicación o del usuario, pero además guarda el estado de variables internas del programa como por ejemplo número de piezas procesadas o máxima temperatura medida. Los periféricos constituyen la interfaz entre el PLC y el sistema controlado. Son como mínimo entradas y salidas lógicas (o sea capaces de tomar solo dos valores: 1 ó 0, abierto o cerrado, presente o ausente) y pueden también, dependiendo de la sofisticación de cada PLC, incluirse entradas y salidas analógicas (o sea, capaces de tomar cualquier valor entre determinados máximo y mínimo) o entradas especiales para pulsos de alta frecuencia como los producidos por encoders, o salidas para lazos de 4 a 20 mA.

El tipo más común de entrada lógica o binaria es la optoacoplada, en la que la corriente de entrada actúa sobre un LED, que a su vez ilumina un fototransistor que es quien en definitiva informa a la CPU el estado de la entrada en cuestión. No existiendo conexión eléctrica entre la entrada en sí y la CPU (ya que la información es transmitida por la luz) se logra alta aislación, de alrededor de 1.5 kV entre entradas y masa.

El tipo de salida más común es el relé, que suma a la aislación que provee, la robustez y capacidad de manejo de moderadas corrientes tanto continuas como alternas. Su principal desventaja es el tiempo de respuesta, que puede resultar alto para algunas aplicaciones. Cuando esto sea un inconveniente, puede elegirse en muchos casos el tipo de salida a transistor, mucho más rápido, pero limitado al manejo de corriente continua y considerablemente menos robusto.

Otro tipo de salida, también de estado sólido es la de tipo TRIAC. El triac es una llave de estado sólido para manejo de tensiones alternas. Al igual que el transistor es rápido y menos robusto que el relé, pero a diferencia de aquél, puede manejar corriente alterna.

Todas las salidas del PLC deben protegerse contra las sobretensiones que aparecen sobre ellas, principalmente en el momento del apagado de las cargas a las que están conectadas. En la sección dedicada a instalación de sistemas daremos más detalles acerca de este tema.

Existen dos formas constructivas básicas para los PLC: el tipo fijo y el tipo modular. El primero consiste en un solo gabinete en el que se integran la CPU, la fuente de alimentación (para el propio PLC y con capacidad de reserva que le permite también alimentar algunos sensores), y una determinada cantidad de entradas y salidas. La posibilidad de expandir este tipo de PLC es baja o nula. Por otra parte están los PLC modulares, en los que la CPU, la fuente de alimentación, las entradas, las salidas, etc., son cada una un módulo que se elige en función de la aplicación y se monta en riel o rack para conseguir la capacidad de cálculo, entradas, salidas, etc. que la aplicación requiera. a capacidad de expansión en este caso es altísima ya que fácilmente se alcanzan miles de puntos de entrada y salida, conexión a redes locales, dispositivos especiales de visualización, etc.


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Vemos aquí un esquema de un proceso controlado por un PLC. El proceso esta caracterizado por N variables X1 ..... Xn. Existen también T entradas al PLC, correspondiendo cada una a un sensor de alguna de las variables del proceso y S salidas del PLC que llegan a cada uno de los actuadores. Estos actuadores son dispositivos de diferente tipo que permiten modificar el estado del sistema tal como lo define el conjunto de sus variables características. Por ejemplo: si el sistema fuera un reactor químico y consideramos la variable temperatura, el actuador podría ser un calefactor y el sensor correspondiente un termostato de tipo bimetálico si estuviéramos limitados a entradas lógicas, o una termocupla o una termoresistencia si dispusiéramos de entradas adecuadas a alguno de estos dispositivos.


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Con la estructura mostrada en el esquema, la operación de nuestro control de temperatura con PLC sería la siguiente: el PLC lee permanentemente la entrada correspondiente al sensor se temperatura, cuando encuentra que la temperatura es menor a la deseada, conecta el calefactor y lo desconecta cuando es mayor que la deseada. Podría, además utilizarse otra salida para activar una alarma cuando la temperatura está fuera de tolerancia más de determinado tiempo. Si tuviéramos la posibilidad de trabajar con un PLC con entradas y salidas analógicas, podríamos implementar estrategias de control mucho más elaboradas, como por ejemplo control PID, control adaptativo, etc.

El bloque indicado como VISUALIZACION en el diagrama anterior puede no estar presente en todos los sistemas.

Por la sencillez del ejemplo previo, quizá no puedan apreciarse todas las ventajas que la incorporación de un PLC al control de un proceso industrial pueda brindar, sin embargo si se considera que el mismo PLC pude controlar simultáneamente varios lazos como el descrito, además de funciones de secuenciamiento, coordinación con otros procesos, visualización de estados, alarmas, etc., todo integrado en un solo gabinete, y que además es reprogramable para adaptarse a posibles cambios en el diseño con facilidad, se comprende la importancia que tienen hoy en día los PLC en la automatización industrial.

Hasta este momento, hemos realizado una descripción más o menos simplificada de la estructura y operación de un PLC típico. Volveremos sobre algunos de estos puntos más adelante, cuando estudiemos 2 tipos específicos de PLC.

Campos de aplicación

El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo de aplicación muy extenso. La constante evolución del hardware y software amplía constantemente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales.

Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control, señalización, etc. , por tanto, su aplicación abarca desde procesos de fabricación industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, etc.

Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar los programas para su posterior y rápida utilización, la modificación o alteración de los mismos, etc., hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades tales como:

• Espacio reducido • Proceso de producción periódicamente cambiantes • Procesos secuénciales • Maquinarias de procesos variables • Instalaciones de procesos complejos y amplios


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Ejemplos de aplicaciones generales: • Maniobra de maquinas • Maquinaria Industrial de plástico • Maquinas transferencia • Maquinaria de Embalajes • Maniobra de instalaciones • Señalización y control

Ventajas

No todos los autómatas ofrecen las mismas ventajas sobre la lógica cableada, ello es debido, principalmente, a la variedad de modelos existentes en el mercado y las innovaciones técnicas que surgen constantemente. Tales consideraciones me obligan e referirme a las ventajas que proporciona un autómata de tipo medio.

• Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que: • No es necesario dibujar el esquema de contactos • No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas, ya que, por lo general la

capacidad de almacenamiento del módulo de memoria es lo suficientemente grande.

• Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni añadir aparatos. • Mínimo espacio de ocupación. • Menor coste de mano de obra de la instalación • Economía de mantenimiento. Además de aumentar la fiabilidad del sistema, al

eliminar contactos móviles, los mismos autómatas pueden indicar y detectar averías • Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo autómata. • Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar reducido el

tiempo cableado. • Si por alguna razón la máquina queda fuera de servicio, el autómata sigue siendo útil

para otra máquina o sistema de producción.

Inconvenientes

• Como inconvenientes podríamos hablar, en primer lugar, de que hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a uno de los técnicos en tal sentido, pero hoy en día ese inconveniente esta solucionado porque las universidades ya se encargan de dicho adiestramiento.

• El coste inicial también puede ser un inconveniente


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ESTRUCTURAS

Estructura Externa

El término estructura externa o configuración externa de un PLC industrial se refiere al aspecto físico exterior del mismo, bloques o elementos en que está dividido.

Actualmente son tres las estructuras más significativas que existen en el mercado:

• Estructura Compacta • Estructura Semimodular ( Estructura Americana ) • Estructura Modular ( estructura Europea )

Estructura compacta

Este tipo de autómatas se distingue por presentar en un solo bloque todos sus elementos, esto es, fuente de alimentación, CPU, memorias, entradas/salidas, etc..

Son los autómatas de gama baja o nanoautómatas los que suelen tener una estructura compacta. Su potencia de proceso suele ser muy limitada dedicándose a controlar máquinas muy pequeñas o cuadros de mando.

Estructura semimodular

Se caracteriza por separar las E/S del resto del autómata, de tal forma que en un bloque compacto están reunidas las CPU, memoria de usuario o de programa y fuente de alimentación y separadamente las unidades de E/S .

Son los autómatas de gama media los que suelen tener una estructura semimodular (Americana).

Estructura modular

Su característica principal es la de que existe un módulo para cada uno de los diferentes elementos que componen el autómata como puede ser una fuente de alimentación, CPU, E/S, etc. La sujeción de los mismos se hace por carril DIN, placa perforada o sobre RACK, en donde va alojado el BUS externo de unión de los distintos módulos que lo componen.

Son los autómatas de gama alta los que suelen tener una estructura modular, que permiten una gran flexibilidad en su constitución.

COMPOSICION INTERNA

El PLC está constituido por diferentes elementos, pero tres son los básicos:

• CPU • Entradas • Salidas


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Con las partes mencionadas podemos decir que tenemos PLC pero para que sea operativo son necesarios otros elementos tales como:

• Fuente de Alimentación • Interfaces • La unidad o consola de programación • Los dispositivos periféricos

CPU

La CPU(Central Procesing Unit) es la parte inteligente del sistema. Interpreta las instrucciones del programa de usuario y consulta el estado de las entradas. Dependiendo de dichos estados y del programa, ordena la activación de las salidas deseadas.

La CPU está constituida por los siguientes elementos:

• Procesador •Memoria monitor del sistema • Circuitos auxiliares

Procesador

Está constituido por el microprocesador, el reloj (generador de onda cuadrada) y algún chip auxiliar.

El microprocesador es un circuito integrado (chip), que realiza una gran cantidad de operaciones, que podemos agrupar en:

• Operaciones de tipo lógico. • Operaciones de tipo aritmético. • Operaciones de control de la transferencia de la información dentro del PLC

Para que el microprocesador pueda realizar todas estas operaciones está dotado de unos circuitos internos que son los siguientes:

• Circuitos de la unidad aritmética y lógica o ALU: Es la parte del µp donde se realizan los cálculos y las decisiones lógicas para controlar el autómata. • Circuitos de la unidad de control (UC) o Decodificador de instrucciones: Decodifica las instrucciones leídas en memoria y se generan las señales de control. • Acumulador: Es la encargada de almacenar el resultado de la última operación realizada por el ALU. • Flags: Flags, o indicadores de resultado, que pueden ser consultados por el programa. • Contador de programa: Encargada de la lectura de las instrucciones de usuario. • Bus(interno): No son circuitos en si, sino zonas conductoras en paralelo que transmiten datos, direcciones, instrucciones y señales de control entre las diferentes partes del µp.


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Memoria monitor del sistema

Es una memoria de tipo ROM, y además del sistema operativo del autómata contiene las siguientes rutinas, incluidas por el fabricante.

1. Inicialización tras puesta en tensión o reset. 2. Rutinas de test y de respuesta a error de funcionamiento. 3. Intercambio de información con unidades exteriores. 4. Lectura y escritura en las interfaces de E/S.

Fuente de Alimentación

La fuente de alimentación proporciona las tensiones necesarias para el funcionamiento de los distintos circuitos del sistema.

La alimentación a la CPU puede ser de continua a 24 Vcc, tensión muy frecuente en cuadros de distribución, o en alterna a 110/220 Vca. En cualquier caso es la propia CPU la que alimenta las interfaces conectadas a través del bus interno.

La alimentación a los circuitos E/S puede realizarse, según tipos, en alterna a 48/110/220 Vca o en continua a 12/24/48 Vcc.

La fuente de alimentación del PLC puede incorporar una batería tampón, que se utiliza para el mantenimiento de algunas posiciones internas y del programa usuario en memoria RAM, cuando falla la alimentación o se apaga el autómata.

Memoria

La memoria es el almacén donde el autómata guarda todo cuanto necesita para ejecutar la tarea de control.

Datos del proceso:

• Señales de planta, entradas y salidas • Variables de internas, de bit y de palabras • Datos alfanuméricos y constantes

Datos de control:

• Instrucciones de usuario ( programa ) • Configuración del PLC ( modo de funcionamiento, numero de e/s conectadas )

Existen varios tipos de memorias:

• RAM Memoria de lectura y escritura • ROM Memoria de solo lectura, no reprogramable


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• EPRON Memoria de solo lectura, reprogramables con borrado por ultravioletas. • EEPRON Memoria de solo lectura, alterables por medios eléctricos

La memoria RAM se utiliza principalmente como memoria interna, y únicamente como memoria de programa en el caso de que pueda asegurarse el mantenimiento de los datos con una batería exterior.

La memoria ROM se utiliza para almacenar el programa monitor del sistema como hemos visto en el apartado dedicado a la CPU.

Las memorias EPROM se utilizan para almacenar el programa de usuario, una vez que ha sido convenientemente depurada.

Las memorias EEPROM se emplean principalmente para almacenar programas, aunque en la actualidad es cada vez más frecuente el uso de combinaciones RAM + EEPROM, utilizando estas ultimas como memorias de seguridad que salvan el contenido de las RAM. Una vez reanudada la alimentación, el contenido de la EEPROM se vuelca sobre la RAM. Las soluciones de este tipo están sustituyendo a las clásicas RAM + batería puesto que presentan muchos menos problemas.

Memoria interna

En un autómata programable, la memoria interna es aquella que almacena el estado de las variables que maneja el autómata: entradas, salidas, contadores, relés internos, señales de estado, etc. Esta memoria interna se encuentra dividida en varias áreas, cada una de ellas con un cometido y características distintas.

Memoria de programa (Memoria Externa)

La memoria de programa, normalmente externa y enchufable a la CPU mediante casete de memoria, almacena el programa escrito por el usuario para su aplicación.

Cada instrucción del usuario ocupa un paso o dirección del programa.

Las memorias de programa o memorias de usuario son siempre de tipo permanente RAM + batería o EPROM/EEPROM. Por lo general la mayoría de los fabricantes de autómatas ofrecen la posibilidad de utilizar memorias RAM con batería

para la fase de desarrollo y depuración de los programas, y de pasar estos a memorias no volátiles EPROM o EEPROM una vez finalizada esta fase.

La ejecución del programa en el módulo es siempre prioritaria, de forma que si se da tensión al autómata con un módulo conectado, la CPU ejecuta su programa y no el contenido en memoria RAM interna.

Este manual esta realizado para la instalación, programación o localización y corrección de fallas de los sistemas de control de controladores de lógica ALLEN BRADLEY , constituye una guía de referencia de los procesadores SLC 500.


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FUNCIONES BASICAS

Funciones Básicas de un PLC

• Detección

Lectura de la señal de los captadores distribuidos por el sistema de fabricación

• Mando

Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los accionadores y preaccionadores.

• Dialogo Hombre Maquina

Mantener un dialogo con los operarios de producción, obedeciendo sus consignas e informando del estado del proceso

• Programación

Para introducir, elaborar y cambiar el programa de aplicación del autómata. El dialogo de programación debe permitir modificar el programa incluso con el autómata controlando la maquina.

Funciones básica de la CPU

En la memoria ROM del sistema, el fabricante ha grabado una serie de programas ejecutivos, software del sistema y es a estos programas a los que accederá el µp para realizar las funciones.

El software del sistema de cualquier autómata consta de una serie de funciones básicas que realiza en determinados tiempos de cada ciclo.

En general cada autómata contiene y realiza las siguientes funciones:

• Vigilar que el tiempo de ejecución del programa de usuario no exceda de un determinado tiempo máximo. A esta función se le denomina Watchdog.

• Ejecutar el programa usuario. • Crear una imagen de las entradas, ya que el programa de usuario no debe

acceder directamente a dichas entradas. • Renovar el estado de las salidas en función de la imagen de las mismas, obtenida

al final del ciclo de ejecución del programa usuario.


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Nuevas Funciones

• Redes de comunicación

Permiten establecer comunicación con otras partes de control. Las redes industriales permiten la comunicación y el intercambio de datos entre autómatas a tiempo real. En unos cuantos milisegundos pueden enviarse telegramas e intercambiar tablas de memoria compartida.

• Sistemas de Supervisión

También los autómatas permiten comunicarse con ordenadores provistos de programas de supervisión industrial. Esta comunicación se realiza por una red industrial o por medio de una simple conexión por el puerto serie del ordenador.

• Control de procesos Continuos

Además de dedicarse al control de sistemas de eventos discretos los autómatas llevan incorporadas funciones que permiten el control de procesos continuos. Disponen de módulos de entrada y salida analógicas y la posibilidad de ejecutar reguladores PID que están programados en el autómata.

• Entradas Salidas distribuidas

Los módulos de entrada salida no tienen por que estar en el armario del autómata. Pueden estar distribuidos por la instalación, se comunican con la unidad central del autómata mediante un cable de red.

• Buses de campo

Mediante un solo cable de comunicación se pueden conectar al bus captadores y accionadores, reemplazando al cableado tradicional. El autómata consulta cíclicamente el estado de los captadores y actualiza el estado de los accionadores.

INTERFACES

En el control de un proceso automatizado, es imprescindible un dialogo entre operador-máquina junto con una comunicación entre la máquina y el autómata, estas comunicaciones se establecerán por medio del conjunto de entradas y salidas del citado elemento.

Los autómatas son capaces de manejar tensiones y corrientes de nivel industrial, gracias a que disponen un bloque de circuitos de interfaz de E/S muy potente, que les permite conectarse directamente con los sensores y accionamientos del proceso.

De entre todos los tipos de interfaces que existen, las interfaces específicas permiten la conexión con elementos muy concretos del proceso de automatización. Se pueden distinguir entre ellas tres grupos bien diferenciados:


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• Entradas / salidas especiales • Entradas / salidas inteligentes • Procesadores Periféricos Inteligentes

Las interfaces especiales del primer grupo se caracterizan por no influir en las variables de estado del proceso de automatización. Únicamente se encargan de adecuar las E/S, para que puedan ser inteligibles por la CPU, si son entradas, o para que puedan ser interpretadas correctamente por actuadores (motores, cilindros, etc.), en el caso de las salidas.

Las del segundo grupo admiten múltiples modos de configuración, por medio de unas combinaciones binarias situadas en la misma tarjeta. De esta forma se descarga de trabajo a la unidad central, con las ventajas que conlleva.

Los procesadores periféricos inteligentes, son módulos que incluyen su propio procesador, memorias y puntos auxiliares de entrada / salida. Estos procesadores contienen en origen un programa especializado en la ejecución de una tarea concreta, a la que le basta conocer los puntos de consigna y los parámetros de aplicación para ejecutar, de forma autónoma e independiente de la CPU principal, el programa de control.

Entradas y Salidas

La sección de entradas mediante el interfaz, adapta y codifica de forma comprensible para la CPU las señales procedentes de los dispositivos de entrada o captadores.

Hay dos tipos de entradas:

• Entradas Digitales • Entradas Analógicas

La sección de salida también mediante interfaz trabaja de forma inversa a las entradas, es decir, decodifica las señales procedentes de la CPU, y las amplifica y manda con ellas los dispositivos de salida o actuadores como lámparas, relés... aquí también existen unos interfaces de adaptación a las salidas de protección de circuitos internos.

Hay dos tipos de salidas:

• Salidas Digitales • Salidas Analógicas

Entradas digitales

Los módulos de entrada digitales permiten conectar el PLC a captadores de tipo todo o nada como finales de carrera pulsadores...

Los módulos de entrada digitales trabajan con señales de tensión, por ejemplo cuando por una vía llegan 24 voltios se interpreta como un "1" y cuando llegan cero voltios se interpreta como un "0"


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El proceso de adquisición de la señal digital consta de varias etapas.

• Protección contra sobretensiones • Filtrado • Puesta en forma de la onda • Asilamiento galvanico o optoacoplador

Entradas analógicas

Los módulos de entrada analógicas permiten que los autómatas programables trabajen con accionadores de mando analógico y lean señales de tipo analógico como pueden ser la temperatura, la presión o el caudal.

Los módulos de entradas analógicas convierten una magnitud analógica en un número que se deposita en una variable interna del autómata. Lo que realiza es una conversión A/D, puesto que el autómata solo trabajar con señales digitales. Esta conversión se realiza con una precisión o resolución determinada (numero de bits) y cada cierto intervalo de tiempo (periodo muestreo).

Los módulos de entrada analógica pueden leer tensión o intensidad.

El proceso de adquisición de la señal analógica consta de varias etapas:

• Filtrado • Conversión A/D • Memoria Interna

Salidas digitales

Un módulo de salida digital permite al autómata programable actuar sobre los preaccionadores y accionadores que admitan ordenes de tipo todo o nada.

El valor binario de las salidas digitales se convierte en la apertura o cierre de un relé interno del autómata en el caso de módulos de salidas a relé.

En los módulos estáticos (bornero), los elementos que conmutan son los componentes electrónicos como transistores o triacs, y en los módulos electromecánicos son contactos de relés internos al módulo.

Los módulos de salidas estáticos al suministrar tensión, solo pueden actuar sobre elementos que trabajan todos a la misma tensión, en cambio los módulos de salida electromecánicos, al ser libres de tensión, pueden actuar sobre elementos que trabajen a tensiones distintas.

El proceso de envío de la señal digital consta de varias etapas:

• Puesta en forma • Aislamiento • Circuito de mando ( rele interno )


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• Protección Electrónica • Tratamiento cortocircuitos

Salidas analógicas

Los módulos de salida analógica permiten que el valor de una variable numérica interna del autómata se convierta en tensión o intensidad.

Lo que realiza es una conversión D/A, puesto que el autómata solo trabaja con señales digitales. Esta conversión se realiza con una precisión o resolución determinada (numero de bits) y cada cierto intervalo de tiempo (periodo muestreo).

Esta tensión o intensidad puede servir de referencia de mando para actuadores que admitan mando analógico como pueden ser los variadores de velocidad, las etapas de los tiristores de los hornos, reguladores de temperatura... permitiendo al autómata realiza funciones de regulación y control de procesos continuos.

El proceso de envío de la señal analógica consta de varias etapas:

• Aislamiento Galvanico • Conversión D/A • Circuitos de amplificación y adaptación • Protección electrónica de salida

Como hemos visto las señales analógicas sufren un gran proceso de adaptación tanto en los módulos de entrada como en los módulos de salida. Las funciones de conversión A/D y D/A que realiza son esenciales. Por ello los módulos de E/S analógicos se les consideran módulos de E/S especiales.

SLC500 de la línea ALLEN BRADLEY

La tabla siguiente resume las convenciones usadas para diferenciar entre las posiciones del interruptor de llave SLC 500, los modos del procesador y la presentación en pantalla real en la línea de estado de APS


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PROGRAMACION

¿ Cuál es la principal diferencia entre la implementación de un sistema de control de la forma tradicional (cuadro de relés, hardware especial, etc.) y la implementación con PLC ?.

La diferencia es la misma que cuando una tarea relativamente compleja es realizada por varias personas trabajando a la vez, pasa a ser realizada por una sola persona. Si cada persona se encargaba de una parte pequeña de la tarea total (digamos: "Encienda el quemador si la temperatura baja de 60ºC y apáguelo si sube de 65ºC" ) podemos considerar que no será necesario entrenamiento ni instrucciones especiales para ejecutar esta parte del trabajo. Por el contrario, cuando una sola persona se encarga de todo el trabajo casi sin ninguna duda requerirá una lista de todas las actividades a realizar, como hacerlas, y que hacer en caso que sea imposible cumplir con el trabajo. En el primer caso tenemos un equipo de personas trabajando simultáneamente o "en paralelo", en el segundo caso, tenemos una sola persona atendiendo secuencialmente las distintas subtareas que forman la tarea total. Esta única persona representa al PLC, y la lista de instrucciones que usa como recordatorio es el PROGRAMA del PLC. De esta analogía, se pueden extraer algunas conclusiones adicionales.

Primero: si la dinámica del proceso fuera tan rápida que cada una de las personas que lo atienden apenas alcanza a controlarlo, entonces no hay posibilidad de que una sola persona pueda hacer el trabajo de todas. Dicho de otra forma, el pasar de operación "en paralelo" o simultánea a operación serie o secuencial, impone condiciones a la velocidad de procesamiento del PLC. Segundo, el PLC no podrá atender situaciones en que se dependa de hacer dos o más cosas a la vez.


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Diferentes Sistemas de programación

Con el fin de simplificar la tarea de programación, y de hacerla accesible a quienes no han tenido experiencia previa con computadoras, se han concebido distintos métodos más o menos standard de programación de PLC.

Uno de estos métodos, es la utilización de códigos de operación en la forma de listado que le indica al PLC la secuencia exacta de operaciones a realizar. Habitualmente estas operaciones son del tipo: "examine el estado de la entrada n", "active la salida m"; codificadas con siglas conocidas con el nombre de MNEMONICOS, del tipo LOD N, OUT M, etc.

Otro método consiste en la utilización de símbolos gráficos que representan determinadas operaciones básicas del PLC. La principal ventaja de este sistema es que está standarizado y que no depende

de la marca de PLC que se esta programando. Además, existen programas para computadora personal que permiten construir los programas de PLC de forma gráfica, por manipulación de estos símbolos.

Finalmente, el método de programación LADDER, que dada su sencillez y similaridad con un diagrama eléctrico es el más difundido.

Sistema de programación LADDER

El nombre de este método de programación (que significa escalera en inglés) proviene de su semejanza con el diagrama del mismo nombre que se utiliza para la documentación de circuitos eléctricos de máquinas, etc. Veamos uno de estos diagramas.


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Consideremos primero el diagrama como circuito eléctrico. Aquí la línea vertical a la izquierda representa un conductor con tensión, y la línea vertical a la derecha representa tierra o masa. Los corchetes --] [-- representan contactos normalmente abiertos y los símbolos --]/[-- representan contactos normalmente cerrados. Los paréntesis --( )-- representan cargas, por lo general bobinas de relés, lámparas indicadoras, etc.

Nótese que debido a que la carga puede ser la bobina de un relé cuyos contactos se encuentran en otros rungs, puede hacerse depender la conexión o activación de determinadas cargas del estado no solo de los contactos utilizados en el rung en el que se encuentra esa carga, sino también de otros rungs.

Con esta simbología, la salida 1, en el primer renglón o RUNG, está permanentemente conectada, ya que esta alimentada entre tensión y masa independientemente de cualquier contacto. En el segundo rung,

la carga 2 se activará solo cuando el contacto 10 esté cerrado (lo que para un contacto normalmente abierto como 10 significa que debe estar actuado), ya que solo así podrá circular corriente. En el tercer rung, las cargas 3 y 5 (conectadas en paralelo) se activarán cuando el contacto 30 no esté actuado (30 es un contacto normalmente cerrado, no debe estar actuado si queremos que por él circule corriente). El cuarto rung muestra la conexión en serie de dos contactos (los llamados 10 y 20) para que solo se conecte la carga cuando AMBOS se encuentren cerrados. En el último rung, la carga 6 se activará si el contacto 60 no está actuado y si ADEMAS están cerrados los contactos 20 ó 40 (o ambos). Cuando las cargas son bobinas de relés, sus contactos reciben el nombre de la carga. Veamos un ejemplo.

La carga 1 se activará cuando estén actuados los contactos 30 y/o 1, y cuando el contacto 40 esté sin actuar.

Supongamos que la carga no se encuentra activada, por lo que el contacto 1 está abierto y el contacto 40 esta cerrado. En estas condiciones se actúa momentáneamente el contacto 30, por lo que la carga 1 queda energizada y el contacto auxiliar 1 cerrado. Ahora, si se libera el contacto 30, sigue existiendo un camino para la corriente, por lo que una vez conectada la carga solo se la puede desconectar actuando el contacto 40. Este es el esquema eléctrico de un sistema de encendido y apagado con un pulsador de arranque y otro de parada.

Los montajes de este tipo pueden presentar comportamientos inesperados. Obsérvese el diagrama siguiente:


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Si suponemos que inicialmente ninguna de las salidas está activada, ya que acabamos de alimentar al sistema, el contacto 201 permite el paso de corriente y se activa 200. Esto permite que se active la salida 201, el segundo rung. Al suceder esto, se interrumpe la alimentación de la bobina 200, con la consecuente liberación de su contacto auxiliar y la desconexión de la bobina 201. A partir de este momento el ciclo se repite indefinidamente. Hemos construido un oscilador a relés.

Con este tipo de diagramas se describe normalmente la operación eléctrica de distinto tipo de máquinas, y puede utilizarse para sintetizar un sistema de control y, con las herramientas de software adecuadas, realizar la programación del PLC. Esto es particularmente útil para quienes están habituados a realizar proyecto o mantenimiento eléctrico de máquinas.

No son muchas las diferencias entre un diagrama como los anteriores y un programa de PLC. Solo debemos recordar que mientras que en el diagrama eléctrico todas las acciones ocurren simultáneamente, en el programa se realizan en forma secuencial, siguiendo el orden en el que los rungs fueron escritos, y que a diferencia de los relés y contactos reales (cuyo número está determinado por la implementación física de estos elementos), en el PLC podemos considerar que existen infinitos contactos auxiliares para cada entrada, salida, relé auxiliar o interno, etc.

Además, todo PLC cumple con un determinado ciclo de operaciones que consiste en leer las entradas, ejecutar todo el programa una vez, y actualizar las salidas tal como hayan resultado de la ejecución del programa. Como consecuencia, si una determinada salida toma dos valores diferentes durante una pasada por el programa, solo aparecerá a la salida el último de los valores calculados. Por ejemplo, en el programa siguiente, en donde el contacto 1 se encuentra abierto, la salida 200 aparece como permanentemente desactivada. Internamente el PLC puede hacer que 200 oscile, pero por actualizar la salida solo una vez por pasada de programa, este efecto no es visible.

Tiempo Scan


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Ya dijimos que el procesamiento de entradas y salidas del PLC no es "en paralelo" como en un sistema no programado. Hemos dicho también que el tiempo empleado por el PLC en ejecutar el programa es un parámetro importante para su aplicabilidad a determinado tipo de problemas.

El tiempo empleado por el PLC para ejecutar determinado programa es lo que se conoce como TIEMPO DE SCAN (scan = barrido en inglés). Los fabricantes de PLC especifica este tiempo de diversas formas, siendo las más comunes indicar el tiempo necesario para ejecutar una sola instrucción y el tiempo para ejecutar un programa de la máxima longitud posible. Debemos tener en cuenta que cuando se habla del tiempo de ejecución de una sola instrucción, este NO es el mismo tiempo que el necesario para ejecutar un programa de una sola instrucción. Esta aparente incoherencia, se aclara recordando que una "vuelta" de programa incluye la lectura de las entradas, la actualización de las salidas y una serie de procesos internos que son invisibles al usuario.

Elementos y Sintaxis de la programación del LADDER

Como ya hemos visto, el sistema de programación ladder tiene una gran similitud con un circuito eléctrico. Por supuesto, esto no es casual, ya que simplifica muchísimo el aprendizaje por parte de personas que tengan una mínima familiaridad con sistemas eléctricos, particularmente de relés.

Todos los lenguajes sean naturales como el castellano o el inglés o artificiales como lo son todos los lenguajes de programación, tienen un vocabulario y un conjunto de reglas para combinar las palabras en sentencias comprensibles.

El primer paso para comenzar la programación, es conocer el vocabulario (elementos disponibles por el programador para expresar lo que la máquina debe hacer) y la sintaxis del lenguaje que ha de utilizar (o sea, las formas permitidas de conectar los elementos para poder expresar acciones no ambiguas). Cada rung del programa ladder, tiene en el margen izquierdo un conjunto de condiciones que deben cumplirse para activar las salidas que se encuentran en el margen derecho.

Hemos visto también, que los elementos a evaluar para decidir si activar o no las salidas en determinado rung, son variables lógicas o binarias, que pueden tomar solo dos estados: presente o ausente, abierto o cerrado, 1 ó 0, y que provienen de entradas al PLC o

Relés internos del mismo. En la programación ladder, estas variables se representan por contactos, que justamente pueden estar en solo dos estados: abierto o cerrado. La combinación de las variables de entrada se realiza a través de las llamadas "Funciones Lógicas", que suelen representarse por cuadros conocidos como "Tablas de Verdad". Existe una equivalencia entre las tablas de verdad, la lógica de contactos y la forma en que expresamos verbalmente la operación de una función lógica. Esta equivalencia se muestra en los cuadros siguientes.


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Para construir el diagrama de lógica de contactos puede razonarse de la siguiente forma: Nos fijamos en los renglones de la tabla de verdad en los que la salida debe estar activada. Resultan ser el segundo y el tercero.

Como existe más de una situación en la que la salida debe activarse, vemos que la salida se activará cuando se cumpla la condición del segundo renglón O (OR) la condición del tercer renglón.

Comparando esto con la tabla de verdad de la función OR, vemos que tendremos que poner circuitos en paralelo. Cada una de las ramas de este circuito paralelo, representará el cumplimiento de uno solo de los renglones. Remitiéndonos nuevamente a nuestra tabla de verdad vemos que las condiciones del segundo renglón son: entrada X en FALSO (o no


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actuada) Y (AND) entrada Y en VERDADERO (o actuada). Al decir AND, notamos que tendremos una conexión serie de dos contactos uno normal cerrado (el correspondiente a X) y uno normal abierto (el correspondiente a Y). Razonando de la misma forma para el tercer renglón de la tabla construimos la segunda rama del circuito paralelo.

Aún cuando es posible combinar más de dos variables en funciones lógicas más complejas, es suficiente comprender las funciones mostradas hasta aquí para poder realizar o entender cualquier programa.

Consideremos ahora las salidas. Las salidas de un programa ladder son equivalentes a las cargas (bobinas de relés, lámparas, etc.) en un circuito eléctrico. Como indica esta analogía, dos o más salidas pueden programarse en paralelo siempre que queramos activarlas y desactivarlas a la vez. Como salidas en el programa del PLC tomamos no solo a las salidas que el equipo provee físicamente hacia el exterior, sino también las que se conocen como "Relés Internos". Los relés internos son simplemente variables lógicas que podemos usar, por ejemplo, para memorizar estados o como acumuladores de resultados que utilizaremos posteriormente en el programa.

Existen dos formas básicas de activar o desactivar las salidas: con retención y sin retención. La forma más común es la de salida no retenida, lo que significa que la salida es activada si se cumplen las condiciones del rung en el que está programada y se desactiva inmediatamente cuando las condiciones dejan de cumplirse.

Las salidas retenidas, por el contrario, se activan y desactivan en rungs diferentes y por instrucciones diferentes. Cuando se cumple el rung en el que la salida debe activarse, ésta lo hace y permanece así, aún cuando la condición de activación deje de cumplirse. El único modo de apagar o desactivar la salida retenida es programar un rung con la correspondiente instrucción de apagado de la salida en cuestión. Las instrucciones de retención y liberación de salidas se usan siempre por pares. Veamos algunos ejemplos sencillos.


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ACCESO Y ALMACENAMIETO DE LOS ARCHIVOS DEL PROCESADOR

El controlador programable MicroLogix 1000 usa dos dispositivos para almacenar los archivos de procesador: RAM y EEPROM. El RAM proporciona el almacenamiento de acceso fácil (es decir, los datos se pierden al apagar el sistema) mientras que el EEPROM proporciona el almacenamiento de largo plazo (es decir, los datos no se pierden al apagar el sistema). El diagrama siguiente muestra cómo la memoria es asignada en el procesador el microcontrolador.

El dispositivo de memoria usado depende de la operación que se efectúe. Esta sección describe cómo se almacena en la memoria y cómo se obtiene acceso a la misma durante las operaciones siguientes:

Descarga

Cuando el archivo del procesador se descarga al microcontrolador, primero se almacena en la RAM volátil. Luego se transfiere a la EEPROM no volátil donde se almacena como dato de copia de seguridad y datos retentivos.


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Operación Normal

Durante la operación normal, el microcontrolador y el dispositivo de programación pueden obtener acceso a los archivos de procesador almacenados en la RAM. Cualesquier cambios de los datos retentivo s que ocurran debido a la ejecución de programas o comandos de programación afectan solamente los datos retentivo s en la RAM.

Los archivos de programa nunca se modifican durante la operación normal. Sin embargo, la CPU y el dispositivo de programación pueden leer los archivos de programa almacenados en la RAM.

Apagado Cuando ocurre el apagado, solamente los datos retentivo s se transfieren desde la RAM hacia el EEPROM. (No es necesario que los archivos de programa se guarden en el EEPROM ya que no se pueden modificar durante la operación normal.) Si, por algún motivo, la alimentación eléctrica se interrumpe antes de que todos los datos retentivos se guarden en el EEPROM, los datos retentivo s se perderán. Esto puede ocurrir debido a un restablecimiento inesperado o un problema de hardware.

Encendido Durante el encendido, el microcontrolador transfiere los archivos de programa desde el EEPROM hacia la RAM. Los datos retentivo s también se transfieren al RAM, siempre que no se perdieran durante la parada, y la operación normal comienza.


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Si los datos retentivo s se perdieron durante la parada, los datos de seguridad del EEPROM se transfieren a la RAM y se usan como datos retentivos. Además, el bit de archivo de estado S2:5/8 (datos retentivo s perdidos) se establece y un error mayor recuperable ocurre previo a la puesta en marcha.

ORGANIZACIÓN Y DIRECCIONAMIENTO DE ARCHIVOS Descripción de la organización del archivo El procesador proporciona control por medio de un programa que usted crea llamado un archivo de procesador. Este archivo contiene otros archivos que separan el programa en secciones que son más fáciles de manejar. Descripción general del archivo de procesador

La mayor parte de las operaciones que realiza con el dispositivo de programación involucra el archivo de procesador y los dos componentes creados con éste: los archivos de programa y los archivos de datos.


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El dispositivo de programación almacena los archivos de procesador en un disco duro (o disco flexible). La monitorización y edición de los archivos de procesador se efectúan en el espacio de trabajo de la computadora. Después de seleccionar y editar un archivo del disco, usted guarda el archivo en el disco duro reemplazando la versión de disco original con la versión editada. El disco duro es el lugar recomendado para un archivo de procesador.

Los archivos del procesador se crean en el modo fuera de línea usando el dispositivo de programación. Luego estos archivos se restauran (se descargan) al procesador para la operación en línea.

Archivos de programa

Los archivos de programa contienen información del controlador, el programa de escalera principal, subrutinas de interrupción y programas de subrutina. Estos archivos son:


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• Programa de sistema (archivo O) - Este archivo contiene información relativa al sistema y información programada por el usuario tal como el tipo de procesador, configuración de E/S, nombre del archivo de procesador y contraseña.

• Reservado (archivo 1) - Este archivo está reservado.

• Programa de escalera principal (archivo 2) - Este archivo contiene instrucciones

programadas por el usuario que definen cómo el controlador debe funcionar.

• Rutina de fallo de error de usuario (archivo 3) - Este archivo se ejecuta cuando un fallo recuperable ocurre.

• Interrupción de contador de alta velocidad (archivo 4) - Este archivo se

ejecuta cuando una interrupción HSC ocurre. También se puede usar para un programa de escalera de subrutina.

• Interrupción temporizada seleccionable (archivo 5) - Este archivo se ejecuta

cuando una STI ocurre. También se puede usar para un programa de escalera de subrutina.

• Programa de escalera de subrutina (archivos 6 - 15) - Estos archivos se usan

según las instrucciones de subrutina que residen en el archivo de programa de escalera principal u otros archivos de subrutina.

Archivos de datos Los archivos de datos contienen la información de estado asociada con instrucciones de E/S y todas las otras instrucciones que usted usa en los archivos de programa de escalera principal y de subrutina. Además, estos archivos almacenan información acerca de la operación del procesador. También puede usar los archivos para almacenar "recetas" y buscar tablas, si fuese necesario. Estos archivos están organizados según el tipo de datos que contienen. Los tipos de archivo de datos son:

• Salida (archivo O) - Este archivo almacena el estado de las terminales de salida para el controlador.

• Entrada (archivo 1) - Este archivo almacena el estado de las terminales de entrada

para el controlador.

• Estado (archivo 2) - Este archivo almacena información de operación del controlador. Este archivo es útil para localizar y corregir fallos de la operación del controlador y programa.

• Bit (archivo 3) - Este archivo se usa para el almacenamiento de la lógica de relé

interno.


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• Temporizador (archivo 4) - Este archivo almacena los valores del acumulador de

temporizador y preseleccionados además de los bits de estado.

• Contador (archivo 5) - Este archivo almacena los valores del acumulador de temporizador y preseleccionados además de los bits de estado.

• Control (archivo 6) - Este archivo almacena la longitud, posición de puntero y bits de

estado para instrucciones específicas tales como registros de desplazamiento y secuenciadores.

• Entero (file 7) - Este archivo se usa para almacenar valores numéricos o información

de bit.

• Punto (coma) flotante (archivo 8) - Este archivo almacena los números de 32 bits no extendidos de precisión única. Se aplica a los procesadores SLC 5/03 OS301, OS302 y SLC 5/04.


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MODOS DE DIRECCIONAMIENTO VALIDOS Y TIPOS DE ARCHIVOS

Los módulos de direccionamiento siguiente están disponibles:

Direccionamiento Directo Los datos almacenados en la dirección especificada usa la instrucción por ejemplo:

N7:0 T4: 8.ACC ST20:5


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Direccionamiento Indexado Se puede especificar una dirección como indexada colocando el carácter "#" al frente de la dirección. Cuando una dirección de esta forma se encuentra en el programa, el procesador toma el número de elemento de la dirección y lo suma al valor contenido en el registro de índice S:24 y usa el resultado como la dirección real. Por ejemplo:

#N7:1O donde S:24 = 15 La dirección real usada por la instrucción es N7:25.

Direccionamiento indirecto

Se puede especificar una dirección como indirecta reemplazando el número de archivo, el número de elemento o el número de subelemento con un símbolo [Xf:e.s]. La dirección de palabra dentro de los corchetes es encuestada en busca de un valor. Luego, el valor encuestado se convierte en la porción de archivo, elemento o subelemento de la dirección indirecta. Por ejemplo: B3:[N1O:2] declara que la dirección de elemento del archivo de bit 3 es contenida en la dirección N1O:2. Por lo tanto, si N1O:2 contiene el valor 5, B3:[N1O:2] se refiere indirectamente a la dirección B3:5. Otros ejemplos incluyen:

N7:[N7:0] N[N7:0]:[N7:1] N7 [T4: O.ACC] C5 :[N7 :0]

Direccionamiento indirecto indexado

Se puede especificar una combinación de direccionamiento indirecto e indexado. El procesador primero resuelve la porción indirecta de la dirección y luego, añade el offset del registro de índice S:24 para crear la dirección final. Por ejemplo:

#N7:[N1O:3] donde N1O:3 = 20 and S:24 = 15 La dirección real usada por la instrucción es N7:35.

COMO DIRECCIONAR LOS ARCHIVOS DE DATOS

Para fines de direccionamiento, cada tipo de archivo de datos se identifica con una letra (identificador) y un número de archivo.

Los números de archivo O a 7 son los archivos predeterminados que los procesadores fijos, SLC 5/01, SLC 5/02 y SLC 5/03 OS300 y los controladores MicroLogix 1000 crean por usted. El número de archivo 8 se aplica a los procesadores SLC 5/03 OS30l, OS302 y SLC 5/04 OS400, OS401. Si necesita almacenamiento adicional, puede crear archivos especificando el identificador correspondiente y un número de archivo de 9 a 255. Refiérase a las tablas siguientes:


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COMO ESPECIFICAR DIRECCIONES LOGICAS

Usted asigna direcciones lógicas a instrucciones desde el nivel más alto (elemento) hasta el nivel más bajo (bit). Los ejemplos de direccionamiento se muestran en la tabla siguiente.


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También puede direccionar al nivel de bit usando los mnemónicos como tipos de datos de temporizador, contador o control. Direccionamiento de E/S para un controlador de E/S fijo

En la figura siguiente, un controlador de E/S fijo tiene 24 entradas y 16 salidas. Se ha añadido un chasis expansor. La ranura 1 del chasis contiene un módulo con 6 entradas y 6 salidas. La ranura 2 contiene un módulo con 8 salidas. Las figura siguiente ilustra cómo estas entradas y salidas se configuran en los archivos de datos O y 1. Para estos archivos, el tamaño de elemento siempre es 1 palabra.

La tabla siguiente explica el formato de direccionamiento para las salidas y las entradas. Obsérvese que el formato especifique e como numero de ranura y s como numero de palabra. Cuando use las instrucciones de archivo. Refiérase al elemento como e.s ( ranura, palabra ), combinados. Asigne las direcciones de E/S a controladores de E/S fijos según se muestra en la tabla siguiente:


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Ejemplos : O: 0/4 Salida de controlador 4 ( ranura 0 ) O: 2/7 Salida 7, ranura 2 del chasis expansor I: 1/4 Entrada 4, ranura 1 del chasis explansor I: 0/15 Entrada del controlador 15 ( ranura 0 ) I: 0.1/7 Entrada de controladores 23 ( bit 07, palabra 1 de ranura 0 ) Alternativa para direccionamiento de terminales de E/S 16 y superiores : Según se indico anteriormente, la dirección I:0.1/7 se aplica a la terminal de entrada 23 de la ranura 0. También puede direccionar esta terminal como I:0/23. Direcciones de palabra O:1 palabra de salida O, ranura 1 I:0 palabra de entrada 0, ranura 0 I:0.1 palabra de entrada 1, ranura 0 Valores predeterminados : El dispositivo de programación mostrara una dirección de una manera mas detallada. Por ejemplo se asigna la dirección I:1/4, el dispositivo de programación la muestra como I:1.0/4 ( archivo de entrada, ranura 1, palabra 0, terminal 4 )


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Direccionamiento de E/S para un controlador modular

Con los controladores modulares, el número de ranura O está reservado para el módulo de procesador (CPU). La ranura O no es válida como una ranura de E/S.

La figura siguiente muestra una configuración de controlador modular que consiste en un chasis de 7 ranuras interconectado con un chasis de 10 ranuras. La ranura O contiene la CPU. Las ranuras 1 a 10 contienen módulos de E/S. Las ranuras remanentes se guardan para la expansión de E/S futura.

La figura indica el número de entradas y salidas en cada ranura y muestra asimismo cómo estas entradas y salidas se organizan en los archivos de datos. Para estos archivos, el tamaño de elemento siempre es 1 palabra.

Como especificar direcciones indexadas

El símbolo de dirección indexada es el carácter #. Coloque el carácter # justo antes del identificador de tipo de archivo en una dirección lógica. Puede usar más de una dirección


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indexada en el programa de escalera.

Introduzca el valor offset en la palabra 24 del archivo de estado (S:24). Todas las instrucciones indexadas usan la misma palabra S:24 para almacenar el valor offset. El procesador inicia la operación a la dirección de base más el offset. Puede manipular el valor offset en la lógica de escalera antes de cada operación de dirección indexada.

Cuando especifique un direccionamiento indexado siga estas pautas :

• Asegúrese que el valor de índice (positivo o negativo) no cause que la dirección

indexada exceda el límite del tipo de archivo.

• Cuando una instrucción usa más de dos direcciones indexadas, el procesador usa el mismo valor de índice para cada dirección indexada.

• Establezca la palabra de índice al valor offset que desee justo antes de habilitar una

instrucción que use una dirección indexada.

Ejemplo de direccionamiento indexado

El ejemplo siguiente de mover con máscara (MVM) usa una dirección indexada en las direcciones de fuente y destino. Si el valor offset es 10 (almacenado en S:24), el procesador manipula los datos almacenados en la dirección de base más el offset


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Procesadores SLC 5/03 OS301, OS302 y SLC 5/04 OS400, OS401 - Si la dirección indexada es un archivo de datos de punto (coma) flotante (F8:), el valor offset de índice en S:24 es el offset en elementos. Si la dirección indexada es un archivo de datos de cadena (ST), el valor offset de índice en S:24 es el offset en subelementos. Esto evita que los límites de elemento de cadena sean cruzados.

Note que las instrucciones de archivo (SQO, COP, LFL, por ejemplo) sobrescriben S ;24 cuando se ejecutan. Por eso, usted debe asegurarse que el registro de índice se cargue con el valor propuesto antes de la ejecución de una instrucción indexada que sigue a una instrucción de archivo.

Como crear datos para direcciones indexadas

Las tablas de datos no se expanden automáticamente para dar lugar a las direcciones indexadas. Usted debe crear estos datos con la función del mapa de memoria. En el ejemplo de la página anterior, las palabras de datos N7:3 a N7:12 y N11:6 a N11:15 se deben asignar. El no hacer esto resultará en una condición de sobrescritura no deseada o un fallo mayor. Intersección de los límites de archivo

Un valor offset puede extender la operación a una dirección fuera del límite del archivo de datos. Usted puede permitir o negar el cruce de los límites de archivo. Si selecciona negar la intersección de los límites de archivo, un error de tiempo de ejecución ocurre si usa un valor offset que resultaría en la intersección de un límite de archivo.

Especifico para SLC 5/02 - Se le permite seleccionar la intersección de los límites de archivo solamente si no existen direcciones indexadas en los archivos O: (salida), 1: (entrada) o S: (estado). Esta selección se realiza al momento en que usted guarda el programa. El orden de archivo desde el comienzo hasta el final es

Procesado res SLC 5/03 OS301, OS302 y SLC 5/04 OS400, OS401 - Cuando un archivo de datos de cadena indexado se especifica, no se permite que el direccionamiento indexado se traslape con un límite de elemento de cadena. Un error de tiempo de ejecución ocurrirá si usted usa un valor offset que resulta en la intersección de un límite de elemento de cadena.


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Nota si un archivo tiene protección constante, no se permite indexar a través de los límites de archivo

Ejemplo:

La figura siguiente muestra el offset máximo para la dirección de palabra #T4:3.ACC cuando se permite o se niega el cruce de los límites de archivo.

La intersección de los límites de archivo no se permite: En el ejemplo anterior, el elemento con el número más alto en el archivo de datos del temporizador es T4:9. Esto significa que #T4:3.ACC puede tener un offset negativo máximo de -3 y un offset positivo máximo de 6.

La intersección de los límites de archivo se permite: El offset negativo máximo se extiende al comienzo del archivo de datos 3. El offset positivo máximo se extiende al final del archivo con el número más alto creado.

Como monitorizar las direcciones indexadas

El valor de la dirección indexada no se muestra cuando usted monitoriza una dirección indexada. Por ejemplo, el valor en N7:2 aparece cuando monitoriza la dirección indexada #N7:2.


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Ejemplo

Si la aplicación requiere que usted monitorice los datos indexados, le recomendamos usar

una instrucción MOV para almacenar el valor.

Instrucciones de Archivo (Símbolo #)

El símbolo # también se requiere para direcciones en las instrucciones de archivo. Las direcciones indexadas usadas en estas instrucciones de archivo también usan la palabra S :24 para almacenar un valor offset al momento de finalización de la instrucción de archivo. Refiérase a la página siguiente para ver una lista de instrucciones de archivo que usan el símbolo # para el direccionamiento.

Como especificar una dirección indirecta

El direccionamiento indirecto le permite escribir programas de lógica de escalera menos complicados y le ahorra espacio de memoria. Tiene la opción de usar direcciones indirectas a nivel de palabra y a nivel de bit cuando usa los procesadores SLC 5/03 OS302 y SLC 5/04 OS401. Las direcciones de bit indirectas se basan en la forma de la dirección indirecta y el tipo de instrucción de bit.

U se el direccionamiento indirecto para aplicaciones tal como el indexado de archivos de lote secuenciales en una operación de lotes múltiples. Por ejemplo, a la finalización de cada operación, permita que un valor acumulado del contador llame el próximo archivo de lote tal como: N10, N11, N12, ... N[C5:0.ACC]. Cuando especifique direcciones indirectas sigua las siguientes pautas: Usted puede direccionar indirectamente:

- el número de archivo

- el número de palabra (elemento + subelemento) - el número de bit (en un archivo binario)

La dirección sustituta puede ser cualquier dirección especificada al nivel de palabra. Introduzca la dirección sustituta entre los corchetes [ ].


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Ejemplos

CONSTANTES NUMERICAS

Se puede introducir constantes numéricas directamente en muchas de las instrucciones que programa. El rango de valores para la mayor parte de las instrucciones es -32,768 a +32,767. Estos valores se pueden mostrar o introducir en varias lúces. Las raíces que se pueden mostrar son:

• Entero • Binario • ASCII • Hexadecimal

Al introducir valores en un elemento de instrucción o tabla de datos, puede especificar la raíz de lo que ha introducido usando el operador especial "&". Las raíces que se pueden usar para introducir datos en un elemento de instrucción o tabla de datos son:

• Entero ( &N ) • Binario ( &B ) • ASCII ( & A ) • Hexadecimal ( &H ) • BCD ( &D ) • Octal ( &O )

Las constantes numéricas se usan en lugar de los elementos de archivo de datos. No pueden ser manipuladas por el programa de usuario. Usted debe introducir el editor de programa fuera de línea para cambiar el valor de una constante.


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APENDICE

SISTEMAS NUMERICOS

La memoria del procesador almacena números binarios de 16 bits. Como se indica en la figura siguiente, cada posición en el número tiene un valor decimal, a partir de la derecha con 2° hasta la derecha con 215.

Cada posición puede ser O ó 1 en la memoria del procesador. Un O indica un valor de O; un 1 indica el valor decimal de la posición. El valor decimal equivalente del número binario es la suma de los valores de posición.

Valores decimales positivos

La posición del extremo izquierdo siempre es O para los valores positivos. Como se indica en la figura, esto limita el valor decimal positivo máximo a 32767. Todas las posiciones son 1 excepto por la posición del extremo izquierdo.


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Valores decimales Negativos Se usa la notación de complemento de 2. La posición del extremo izquierdo siempre es 1 para los valores negativos. El valor decimal equivalente del número binario se obtiene restando el valor de la posición del extremo izquierdo, 32768, de la suma de los valores de las otras posiciones. En la figura siguiente, el valor es 32767 - 32768 = 1. Todas las posiciones son 1.


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Otro método más frecuente y más fácil de calcular un valor es localizar el último en la cadena de 1 a partir de la izquierda y restar su valor del valor total de las posiciones a la derecha de aquella posición. Por ejemplo,

Números Hexadecimales

Los números hexadecimales usan caracteres individuales con valores decimales equivalentes desde 0 hasta 15:


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los valores de posición de los números hexadecimales son potencias de 16 a partir de 160 a la derecha:

Ejemplo El número hexadecimal 218A tienen un valor equivalente decimal de 8586:

Ejemplo El numero decimal – 8586 en forma binaria y hexadecimales equivalentes :

Número hexadecimal DE76 = 13xI63+14xI62+7xI61+6xI6° = 56950. Sabemos que este es un


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número negativo porque excede el valor positivo máximo de 32767. Para calcular su valor, reste 164 (la próxima potencia más alta de 16) de 56950: 56950 - 65536 = -8586. Mascara Hexadecimal

Este código de 4 caracteres introducido como parámetro en SQO, SQC y otras instrucciones para excluir bits seleccionados de una palabra a fin de evitar que la instrucción opere en los mismos. Los valores hexadecimales se usan en su forma equivalente binaria según se indica en la figura siguiente. Además, la figura muestra un ejemplo de un código hexadecimal en la palabra con máscara correspondiente.

Los bits de la palabra con máscara que son establecidos (1) pasarán datos desde una fuente hacia un destino. Los bits restablecidos (O) no lo harán. En el ejemplo siguiente, los datos en bits 0-7 de la palabra de fuente son pasados a la palabra de destino. Los datos en bits 8-15 de la palabra de fuente no son pasados a la palabra de destino.


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Aritmética de punto ( coma ) flotante binario

Los procesadores SLC 5/03 de serie B y SLC 5/04 tienen capacidad para el uso del punto (coma) flotante. Use el punto (coma) flotante cuando usted desee manipular números fuera del límite de ±32768 a+32767 ó para una resolución más fina que una unidad. Por ejemplo, 2.075. La aritmética de punto (coma) flotante no tiene capacidad para números no normalizados, un número (NaN) e infinito. El límite válido para un número de punto (coma) flotante es ±3.402824 x 1038 a ±1.1754944 x 1O-38

El ejemplo siguiente muestra la representación de un número de punto (coma) flotante usando la norma IEEE 754 para el punto (coma) flotante de precisión única. Esta figura es la representación espacial de los 32 bits en el registro

Cuando se convierte a la aritmética de punto (coma) flotante, lo siguiente se debe ocurrir:

• El bit de signo se debe establecer. Si el número es positivo, el bit de signo es 0 o desactivado. Si el número es negativo, el bit de signo es 1 ó activado.

• El exponente se debe normalizar. Haga esto añadiendo siempre + 127 al exponente.

• La mantisa se debe normalizar. Por ejemplo, el valor binario de 1010.01 es igual a 1.01001.

• La fracción se debe extraer de la mantisa. Por ejemplo, la parte fraccionaria de 1.01001 es .01001.

La representación del punto (coma) flotante de 32 bits de 10.25 decimal es igual a:

010000010 01001000000000000000000

Curso PLC

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