2. DefiniciónDefinición
Se entiende por Controlador Lógico Programable
(PLC), o Autómata Programable, a toda máquina
electrónica basada en uP, diseñada para controlar
máquinas y procesos en tiempo real y en medio
industrial.
La función del PLC dentro de un sistema de control,
es la de formar la unidad de control incluyendo
total o parcialmente las interfaces con las señales del
proceso.
Por otro lado se trata de un sistema con Hardware
estándar, con capacidad de conexión directa a las
señales de campo y programable por el usuario.
3. EEl PLC como alternativa del PLC como alternativa de
AutomatizaciónAutomatización
Hoy en día surge la necesidad de mejorar la
calidad de los productos de la Industria Nacional
para competir con productos foráneos que
normalmente son de calidad media o superior y de
costo reducido; debido a que utilizan equipos de
control programables como el PLC.
El PLC se ha convertido en una de las alternativas
más eficientes de la automatización de la industria
moderna
4. VentajasVentajas de los PLC'sde los PLC's
•Confiabilidad: No presenta fallas contructivas por el riguroso
control de calidad, siendo altamente confiable.
•Menor tamaño: El espacio ocupado por un PLC en un tablero
de control es menor que dispositivos discretos convencionales
(relés, contadores, etc.).
•Versatil y económico : Posibilidad de añadir modificaciones
sin costo añadido en otros componentes, ya que los cambios son
en el programa. El Mantenimiento es económico por lo tanto es
menor el costo de mano de obra.
•Ahorro de energía: Los PLC’s son de bajo consumo debido a
la tecnología electrónica empleada.
•Facilidad de instalación: Los PLC’s en su mayoría utilizan
rieles estándar para su fijación en los tableros o gabinetes de
control, luego se procede a la instalación de sensores y
actuadores en las borneras respectivas.
5. •Rapidez en el diagnóstico de fallas: Los PLC’s poseen LED’s
indicadores de estado tanto del procesador, como de los
módulos E/S para saber si existe un fallo o no. También se
utiliza el software de programación para verificar el programa y
detectar errores en Hardware y Software.
•Compatibilidad con elementos sensores y actuadores:
Gracias a la tecnologia de arquitectura abierta se pueden
conectar a los a los PLC’s dispositivos sensores y actuadores de
diferentes marca, tipo o procedencia.
VentajasVentajas de los PLC'sde los PLC's
•Factibilidad de intervenir en redes de supervisión: El
desarrollo de la tecnologías de comunicación han hecho posible
que los PLC’s puedan integrarse a redes industriales para
comunicarse entre ellos y con otros equipos inteligentes para
propósitos de supervisión y control de los procesos industriales.
6. CCampos de Aplicaciónampos de Aplicación
•Máquinas de montaje
•Distribución de energía.
•Máquinas - herramientas
•Líneas de embotellado
•Fundiciones y refinerias
industriales
•Equipos de transporte.
•Estaciones de bombeo
•Industria cementera
•Industria cervecera
•Industria alimentaria
•En general: Control de
procesos industriales y la
automatización de plantas
•Intalaciones de tratamien-
to de agua.
7. Marcas De Plc’s MásMarcas De Plc’s Más
Difundidas En NuestroDifundidas En Nuestro
MedioMedio
•Allen Bradley (USA)
•Siemens (Alemania)
•Telemecanique (Francia)
•Omron (Japón)
•Modicon (Suecia)
•General Electric (USA)
•Mitsubishi (Japón)
•Toshiba (Japón
8. Proceso físico / Planta
Impresión sensorial
(sentidos)
Raciocinio
(cerebro)
Acción
(manos, voz)
Manual
Sistema de ControlSistema de Control
Manual vs. AutomáticoManual vs. Automático
Información
(sensor)
Análisis y decisión
(Unidad de Control)
Acción de control
(Actuador)
Automático
9. El Ciclo De ControlEl Ciclo De Control
ProcesoProceso
Perturbaciones
Sensor/
Transductor
Sensor/
Transductor
Acondicionador
/Transmisor
Acondicionador
/Transmisor
Mando de
Potencia
Mando de
Potencia
ActuadorActuador
ControladorControladorControladorControlador
Interfase
de
Entrada
Interfase
de
Salida
10. Sensores / TransductoresSensores / Transductores
Llamados también detectores o captadores, son los que se
encargan de medir o detectar una variable o parámetro
físico o químico desde la máquina o un proceso controlado.
ProcesoProceso
Temperatura
Presión
Caudal
Nivel
pH
Cp
Radiación
Peso
...
SensorSensor
TransductorTransductor
SeSeñalñal
EléctricaEléctrica
11. Aparato que ejecuta las acciones de control, recibe información
de los sensores, compara el valor real de la variable medida con
el valor deseado (set point), y en base a las posibles diferencias
entre ellas se genera una señal correctiva que emite hacia los
actuadores para corregir el error.
ControladorControladorControladorControlador PlantaPlantaPlantaPlanta
TransductorTransductorTransductorTransductor
Set
Point
Señal de
error
r
b
e
Variable
Controlada
c
Señal
correctora
Señal de
medición
Energía
El ControladorEl Controlador
12. • MideMide la variable controlada ala variable controlada a
través de lostravés de los sensoressensores..
• ComparaCompara la variable medidala variable medida
con con variable de referenciacon con variable de referencia
((Set PointSet Point))
• CorrigeCorrige elel errorerror enviando unaenviando una
señal correctoraseñal correctora hacia loshacia los
actuadoresactuadores y modificary modificar
variable controlada.variable controlada.
Funciones Del ControladorFunciones Del Controlador
13. ActuadoresActuadores
Son los dispositivos que funcionan como interfases, ubicados en
entre el controlador y los organos de trabajo (Potencia).
Mediante el uso de los actuadores, los controladores pueden
manejar 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.
14. Son los dispositivos que ejecutan el trabajo físico o mecánico en
las máquinas de producción, por ejemplo:
Motores, que pueden ser: eléctricos, neumáticos o hidráulicos
Cilindros o pistones, que pueden ser neumáticos e hidráulicos
Elementos U Órganos DeElementos U Órganos De
TrabajoTrabajo
16. El PLC En Los Tableros DeEl PLC En Los Tableros De
ControlControl
Sistema de control convencional
SensoresSensoresSensoresSensores LógicaLógica
de Relésde Relés
LógicaLógica
de Relésde Relés
Máquina o Proceso ControladoMáquina o Proceso ControladoMáquina o Proceso ControladoMáquina o Proceso Controlado
ActuadoresActuadoresActuadoresActuadores
17. El PLC En Los Tableros DeEl PLC En Los Tableros De
ControlControl
Sistema de control con PLC
SensoresSensoresSensoresSensores PLCPLCPLCPLC
Máquina o Proceso ControladoMáquina o Proceso ControladoMáquina o Proceso ControladoMáquina o Proceso Controlado
ActuadoresActuadoresActuadoresActuadores
18. Hardware De LosHardware De Los
Controladores ProgramablesControladores Programables
Estructura en bloques del PLC
InterfaceInterface
DeDe
EntradaEntrada
InterfaceInterface
DeDe
EntradaEntrada
Fuente de AlimentaciónFuente de AlimentaciónFuente de AlimentaciónFuente de Alimentación
ProcesadorProcesador
CPUCPU
ProcesadorProcesador
CPUCPU
InterfaceInterface
DeDe
SalidaSalida
InterfaceInterface
DeDe
SalidaSalida
Sensores
Actuadores
20. El ProcesadorEl Procesador
Llamado también CPU, es el cerebro del sistema,
es el responsable de la ejecución del programa
desarrollado por el usuario. La CPU realiza el
procesamiento de las informaciones de entrada, la
toma de decisiones y la transferencia de la
información.
En el procesador se distinguen, a su vez, tres grandes
componentes:
• La Memoria
• El Microprocesador
• La interface de comunicaciones
22. Interface De EntradaInterface De Entrada
Transforma las señales de entrada proporcionadas
por los sensores, que pueden ser de niveles de
tensiones diversos y tipo de corriente diferentes, a
niveles compatibles con el procesador
23. Interface De SalidaInterface De Salida
Permite que las señales del procesador puedan
tener la capacidad de activar o energizar a los
actuadores mediante un contacto que existe en
cada canal de salida y desde una fuente de tensión
externa.
24. Tabla de TransductoresTabla de Transductores
Magnitud Sensor/Transd. Características
Posición Potenciómetro Analógico
Dezplazamiento Transformador LVDT Analógico
Velocidad Dínamo Analógico
Aceleración Acelerómetro Analógico
Fuerza y par Celdas de carga Analógico
Presión Membrana + X Analógico
Piezoeléctrico Analógico
Caudal Turbina Analógico
Temperatura RTD, TP Analógico
Presencia Inductivo, óptico Digital
Táctil Capacitores Digital
Visión Cámaras Digital
25. CCaracterísticasaracterísticas dede loslos
SensoresSensores
• Dinámicas
– Velocidad de
respuesta (tiempo
entre la medida y la
señal de salida)
– Estabilidad (medio
ambiente)
• Estáticas
– Campo de medida
(Rango de entrada)
– Resolución (mínima
medida)
– Precisión (máximo
error: medición-
real)
– Repetitividad
– Alinealidad
– Sensibilidad
– Ruido
27. Ejemplo: D + AEjemplo: D + A
Motor
Temp.
• Temp :
– Analógica
• Agitación :
– Digital
– Analógica
• Caudal :
– Digital
– Analógico
• Nivel :
– Digital
28. 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
29. TermocuplasTermocuplas
I
Efecto 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
30. 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
31. Curvas de CalibraciónCurvas de Calibración
-500 0 500 1K 1.5K 2K
80
70
60
50
40
30
20
10
uV/°C
T (°C)
E
T
J
K
N
R
S B
• RangosRangos
RecomendadoRecomendado::
• 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
• RangosRangos
RecomendadoRecomendado::
• 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
32. 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 el
tiempo
• Autocalentamiento
– Bajo
• Valores típicos
– 100, 200 ohms
• Film:
– Respuesta rápida
– Bajo costo
– Alta resistencia
• Alambre:
– Masivo
– Mas estable en el
tiempo
• Autocalentamiento
– Bajo
• Valores típicos
– 100, 200 ohms
