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Controladores lógicos programables
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    Controladores lógicos programables Controladores lógicos programables Presentation Transcript

    • Controladores LógicosControladores LógicosProgramablesProgramablesRómulo Mañuico Simbrón
    • DefiniciónDefiniciónSe entiende por Controlador Lógico Programable(PLC), o Autómata Programable, a toda máquinaelectrónica basada en uP, diseñada para controlarmáquinas y procesos en tiempo real y en medioindustrial.La función del PLC dentro de un sistema de control,es la de formar la unidad de control incluyendototal o parcialmente las interfaces con las señales delproceso.Por otro lado se trata de un sistema con Hardwareestándar, con capacidad de conexión directa a lasseñales de campo y programable por el usuario.
    • EEl PLC como alternativa del PLC como alternativa deAutomatizaciónAutomatizaciónHoy en día surge la necesidad de mejorar lacalidad de los productos de la Industria Nacionalpara competir con productos foráneos quenormalmente son de calidad media o superior y decosto reducido; debido a que utilizan equipos decontrol programables como el PLC.El PLC se ha convertido en una de las alternativasmás eficientes de la automatización de la industriamoderna
    • VentajasVentajas de los PLCsde los PLCs•Confiabilidad: No presenta fallas contructivas por el rigurosocontrol de calidad, siendo altamente confiable.•Menor tamaño: El espacio ocupado por un PLC en un tablerode control es menor que dispositivos discretos convencionales(relés, contadores, etc.).•Versatil y económico : Posibilidad de añadir modificacionessin costo añadido en otros componentes, ya que los cambios sonen el programa. El Mantenimiento es económico por lo tanto esmenor el costo de mano de obra.•Ahorro de energía: Los PLC’s son de bajo consumo debido ala tecnología electrónica empleada.•Facilidad de instalación: Los PLC’s en su mayoría utilizanrieles estándar para su fijación en los tableros o gabinetes decontrol, luego se procede a la instalación de sensores yactuadores en las borneras respectivas.
    • •Rapidez en el diagnóstico de fallas: Los PLC’s poseen LED’sindicadores de estado tanto del procesador, como de losmódulos E/S para saber si existe un fallo o no. También seutiliza el software de programación para verificar el programa ydetectar errores en Hardware y Software.•Compatibilidad con elementos sensores y actuadores:Gracias a la tecnologia de arquitectura abierta se puedenconectar a los a los PLC’s dispositivos sensores y actuadores dediferentes marca, tipo o procedencia.VentajasVentajas de los PLCsde los PLCs•Factibilidad de intervenir en redes de supervisión: Eldesarrollo de la tecnologías de comunicación han hecho posibleque los PLC’s puedan integrarse a redes industriales paracomunicarse entre ellos y con otros equipos inteligentes parapropósitos de supervisión y control de los procesos industriales.
    • CCampos de Aplicaciónampos de Aplicación•Máquinas de montaje•Distribución de energía.•Máquinas - herramientas•Líneas de embotellado•Fundiciones y refineriasindustriales•Equipos de transporte.•Estaciones de bombeo•Industria cementera•Industria cervecera•Industria alimentaria•En general: Control deprocesos industriales y laautomatización de plantas•Intalaciones de tratamien-to de agua.
    • Marcas De Plc’s MásMarcas De Plc’s MásDifundidas En NuestroDifundidas En NuestroMedioMedio•Allen Bradley (USA)•Siemens (Alemania)•Telemecanique (Francia)•Omron (Japón)•Modicon (Suecia)•General Electric (USA)•Mitsubishi (Japón)•Toshiba (Japón
    • Proceso físico / PlantaImpresión sensorial(sentidos)Raciocinio(cerebro)Acción(manos, voz)ManualSistema de ControlSistema de ControlManual vs. AutomáticoManual vs. AutomáticoInformación(sensor)Análisis y decisión(Unidad de Control)Acción de control(Actuador)Automático
    • El Ciclo De ControlEl Ciclo De ControlProcesoProcesoPerturbacionesSensor/TransductorSensor/TransductorAcondicionador/TransmisorAcondicionador/TransmisorMando dePotenciaMando dePotenciaActuadorActuadorControladorControladorControladorControladorInterfasedeEntradaInterfasedeSalida
    • Sensores / TransductoresSensores / TransductoresLlamados también detectores o captadores, son los que seencargan de medir o detectar una variable o parámetrofísico o químico desde la máquina o un proceso controlado.ProcesoProcesoTemperaturaPresiónCaudalNivelpHCpRadiaciónPeso...SensorSensorTransductorTransductorSeSeñalñalEléctricaEléctrica
    • Aparato que ejecuta las acciones de control, recibe informaciónde los sensores, compara el valor real de la variable medida conel valor deseado (set point), y en base a las posibles diferenciasentre ellas se genera una señal correctiva que emite hacia losactuadores para corregir el error.ControladorControladorControladorControlador PlantaPlantaPlantaPlantaTransductorTransductorTransductorTransductorSetPointSeñal deerrorrbeVariableControladacSeñalcorrectoraSeñal demediciónEnergíaEl ControladorEl Controlador
    • • MideMide la variable controlada ala variable controlada através de lostravés de los sensoressensores..• ComparaCompara la variable medidala variable medidacon con variable de referenciacon con variable de referencia((Set PointSet Point))• CorrigeCorrige elel errorerror enviando unaenviando unaseñal correctoraseñal correctora hacia loshacia losactuadoresactuadores y modificary modificarvariable controlada.variable controlada.Funciones Del ControladorFunciones Del Controlador
    • ActuadoresActuadoresSon los dispositivos que funcionan como interfases, ubicados enentre el controlador y los organos de trabajo (Potencia).Mediante el uso de los actuadores, los controladores puedenmanejar cargas que requieran elevada potencia para funcionar.Los actuadores pueden ser: Discretos y Analógicos.Discretos.- Por ejemplo: contactor, electroválvulas, etc..Analógicos.- Por ejemplo: válvula de control automáticos.
    • Son los dispositivos que ejecutan el trabajo físico o mecánico enlas máquinas de producción, por ejemplo:Motores, que pueden ser: eléctricos, neumáticos o hidráulicosCilindros o pistones, que pueden ser neumáticos e hidráulicosElementos U Órganos DeElementos U Órganos DeTrabajoTrabajo
    • Señales DigitalesSeñales DigitalestVoltios0-5-SeñalEléctricaInformaciónInformación0 1 0 1 0 1 0 00-1-
    • El PLC En Los Tableros DeEl PLC En Los Tableros DeControlControlSistema de control convencionalSensoresSensoresSensoresSensores LógicaLógicade Relésde RelésLógicaLógicade Relésde RelésMáquina o Proceso ControladoMáquina o Proceso ControladoMáquina o Proceso ControladoMáquina o Proceso ControladoActuadoresActuadoresActuadoresActuadores
    • El PLC En Los Tableros DeEl PLC En Los Tableros DeControlControlSistema de control con PLCSensoresSensoresSensoresSensores PLCPLCPLCPLCMáquina o Proceso ControladoMáquina o Proceso ControladoMáquina o Proceso ControladoMáquina o Proceso ControladoActuadoresActuadoresActuadoresActuadores
    • Hardware De LosHardware De LosControladores ProgramablesControladores ProgramablesEstructura en bloques del PLCInterfaceInterfaceDeDeEntradaEntradaInterfaceInterfaceDeDeEntradaEntradaFuente de AlimentaciónFuente de AlimentaciónFuente de AlimentaciónFuente de AlimentaciónProcesadorProcesadorCPUCPUProcesadorProcesadorCPUCPUInterfaceInterfaceDeDeSalidaSalidaInterfaceInterfaceDeDeSalidaSalidaSensoresActuadores
    • Señales AnalógicasSeñales AnalógicastVoltios0-5-SeñalEléctricaInformaciónInformaciónV: 0.0 2.6 4.0 2.2 4.1 5.8 3.5 3.0 2.2°C: 0 52 80 44 81 116 70 60 441-2-3-4-
    • El ProcesadorEl ProcesadorLlamado también CPU, es el cerebro del sistema,es el responsable de la ejecución del programadesarrollado por el usuario. La CPU realiza elprocesamiento de las informaciones de entrada, latoma de decisiones y la transferencia de lainformación.En el procesador se distinguen, a su vez, tres grandescomponentes:• La Memoria• El Microprocesador• La interface de comunicaciones
    • El Procesador y sus partesEl Procesador y sus partes
    • Interface De EntradaInterface De EntradaTransforma las señales de entrada proporcionadaspor los sensores, que pueden ser de niveles detensiones diversos y tipo de corriente diferentes, aniveles compatibles con el procesador
    • Interface De SalidaInterface De SalidaPermite que las señales del procesador puedantener la capacidad de activar o energizar a losactuadores mediante un contacto que existe encada canal de salida y desde una fuente de tensiónexterna.
    • Tabla de TransductoresTabla de TransductoresMagnitud Sensor/Transd. CaracterísticasPosición Potenciómetro AnalógicoDezplazamiento Transformador LVDT AnalógicoVelocidad Dínamo AnalógicoAceleración Acelerómetro AnalógicoFuerza y par Celdas de carga AnalógicoPresión Membrana + X AnalógicoPiezoeléctrico AnalógicoCaudal Turbina AnalógicoTemperatura RTD, TP AnalógicoPresencia Inductivo, óptico DigitalTáctil Capacitores DigitalVisión Cámaras Digital
    • CCaracterísticasaracterísticas dede loslosSensoresSensores• Dinámicas– Velocidad derespuesta (tiempoentre la medida y laseñal de salida)– Estabilidad (medioambiente)• Estáticas– Campo de medida(Rango de entrada)– Resolución (mínimamedida)– Precisión (máximoerror: medición-real)– Repetitividad– Alinealidad– Sensibilidad– Ruido
    • AcondicionamientoAcondicionamiento• Voltaje - Voltaje– [a,b V ] ==> [0,5 V]• Voltaje - Corriente– [a,b V] ==> [4,20 mA]• Corriente - Corriente– [a,b mA] ==> [4,20 mA]• Transmisión yComunicaciones• A señales especiales
    • Ejemplo: D + AEjemplo: D + AMotorTemp.• Temp :– Analógica• Agitación :– Digital– Analógica• Caudal :– Digital– Analógico• Nivel :– Digital
    • Sensores y DetectoresSensores y Detectores• Temperatura– Termocupla– DTR– Termistores– S. Infrarrojos– S. Estado Sólido• Presión– “Strain Gages”– S. Piezoeléctricos– S. Estado Sólido• Temperatura– Termocupla– DTR– Termistores– S. Infrarrojos– S. Estado Sólido• Presión– “Strain Gages”– S. Piezoeléctricos– S. Estado Sólido• Flujo– P– Ultrasonido– Turbinas– de Efecto Coanda• pH– Electrodos pH• Peso - Fuerza– Celdas de Carga• Flujo– P– Ultrasonido– Turbinas– de Efecto Coanda• pH– Electrodos pH• Peso - Fuerza– Celdas de Carga
    • TermocuplasTermocuplasIEfecto Seebeck: f.e.m. ==> f ( T )Efecto Seebeck: f.e.m. ==> f ( T )VV 10mV - 50 mV10mV - 50 mV• Rangos:• -200 a 4000 °C• Sensibilidad:• 10 a 50 uV/°C• Baja Sensibilidad
    • Tipos de TermocuplasTipos de Termocuplas• J : Fe-Constantan (Fe-C)• K : Cr-Alumel (Cr-Al)• T : Cu-Constantan (Cu-C)• Otros: W, Rh, Pt• Exactitud : 1 - 3%• Respuesta : Lenta (seg.) Linealidad :No muy buena
    • Curvas de CalibraciónCurvas de Calibración-500 0 500 1K 1.5K 2K8070605040302010uV/°CT (°C)ETJKNRS B• RangosRangosRecomendadoRecomendado::• B: 1290 °F a 3310 °F• E: -285 1830• J: -300 2190• K: -285 2502• N: 32 2370• R: 255 3214• S: 300 3214• T: -275 750• RangosRangosRecomendadoRecomendado::• B: 1290 °F a 3310 °F• E: -285 1830• J: -300 2190• K: -285 2502• N: 32 2370• R: 255 3214• S: 300 3214• T: -275 750
    • Termoresistencias (RTD)Termoresistencias (RTD)• Principio:– R = f(T)• Materiales:– Pt (más usada)– W (T altas)– Otros: Ni, Cu• Pediente: +(siempre)• Linealidad:• Principio:– R = f(T)• Materiales:– Pt (más usada)– W (T altas)– Otros: Ni, Cu• Pediente: +(siempre)• Linealidad:• Film:– Respuesta rápida– Bajo costo– Alta resistencia• Alambre:– Masivo– Mas estable en eltiempo• Autocalentamiento– Bajo• Valores típicos– 100, 200 ohms• Film:– Respuesta rápida– Bajo costo– Alta resistencia• Alambre:– Masivo– Mas estable en eltiempo• Autocalentamiento– Bajo• Valores típicos– 100, 200 ohms
    • RTDRTDAislanteCu Pt0,0005” diam.0.010” espesorAg
    • Sensores de PresiónSensores de Presión• “Strain Gages”– Tensión mecánica --> Resistencia = f(T)• Estado Sólido– Efecto piezoeléctrico (materialescerámicos)– Rpta: Carga eléctrica --> Voltaje– Alta sensibilidad– Respuesta rápida
    • PresiónPresión
    • PresiónPresión