miércoles, 6 de junio de 2007

AUTOMATAS PROGRAMABLES.

Introducción.

El autómata programable (PLC) es el componente que en un cuadro eléctrico nos permite elaborar y modificar las funciones que tradicionalmente se han realizado con relevadores. Un relevador es un sistema para controlar una potencia muy grande con un consumo en potencia muy pequeño. Hay en el mercado autómatas que se adaptan a casi todas las necesidades, con entradas y salidas digitales y analógicas, pequeñas y grandes.

La programación suele ser sencilla, dependiendo básicamente de lo que se pretenda conseguir. A pesar de poder utilizar en cada uno de los distintos lenguajes de programación la misma simbología (esquema de contactos) no es fácil, aprendiendo uno de ellos, es más fácil saber manejar el de cualquier otro fabricante ya que es aquí donde radica el gran inconveniente, cada fabricante tiene su propio lenguaje de programación.

Lo importante es conocer las posibilidades de un autómata y saber como llevarlas a la práctica con cualquiera de los autómatas que existen en el mercado

Los autómatas programables han permitido la aplicación masiva del microprocesador al mundo de los controles industriales. Su gran ventaja ha sido que han permitido aplicar a dichos controles las conocidas ventajas de los sistemas programables con respecto a los cableados. Pero quizás su mayor merito es que han permitido el uso generalizado del microprocesador por parte de personas que no son especialistas.

Sin embargo el uso de autómatas obliga a adquirir nuevos conocimientos si se quiere obtener de ellos el máximo rendimiento.

Los autómatas programables tienen su campo de aplicación en los sistemas de control industrial.

Los primeros sistemas de control se desarrollaron con la revolución industrial de finales del siglo XIX y principios del XX. Estos se basaban principalmente en componentes mecánicos y electromecánicos pero a partir de los años 50 empezaron a emplearse los semiconductores, que permitían el diseño de sistemas de menor tamaño y consumo, más rápidos y con menor desgaste.

En la década de los 70's los autómatas programables incorporan la tecnología de los microcontroladores, aumentando de este modo sus prestaciones:

· Realización de operaciones aritméticas.

· Comunicación con los ordenadores.

· Incremento de la capacidad de memoria.

· Mejoras en los lenguajes de programación.

· Posibilidad de entradas y salidas analógicas.

· Posibilidad de utilizar redes de comunicaciones.

La década de los 80's se caracteriza por la incorporación de los microprocesadores, consiguiendo:

· Alta velocidad de respuesta.

· Reducción de las dimensiones.

· Mayor seguridad de funcionamiento.

· Gran capacidad de almacenamiento de datos.

· Lenguajes de programación más potentes.

En la actualidad existen autómatas que permiten automatizar a todos los niveles, desde pequeños sistemas mediante autómatas compactos, hasta sistemas sumamente complejos mediante la utilización de grandes redes de autómatas.

Aplicaciones.

Las primeras aplicaciones de los autómatas programables se dieron en la industria automotriz. Dado que los autómatas son de tamaño pequeño y tienen un bajo costo ahora son utilizados en todos los sectores de la industria. A continuación se mencionan algunos de los múltiples campos de aplicación.

Industria Automotriz

Cadenas de montaje, soldadura, cabinas de pintura, etc.

Plantas químicas y petroquímicas

Control de procesos (dosificación, mezcla, pesaje, etc.).

Baños electrolíticos, oleoductos, refinado, tratamiento de aguas residuales, etc.

Metalurgia

Control de hornos, laminado, fundición, soldadura, forja, grúas, etc.

Alimentación

Envasado, empaquetado, embotellado, almacenaje, llenado de botellas, etc.

Papeleras y madereras

Control de procesos, serradoras, producción de conglomerados y de laminados, etc.

Producción de energía

Centrales eléctricas, turbinas, transporte de combustible, energía solar, etc.

Tráfico Regulación y control del tráfico, ferrocarriles, etc.

Domótica

Iluminación, temperatura ambiente, sistemas antirr

obo, etc.

Estructura General.

Un autómata se presenta bajo la forma de un conjunto de tarjetas o circuitos impresos en los que se han montado componentes electrónicos integrados. En electrónica, un circuito impreso es un medio para sostener mecánicamente y conectar eléctricamente componentes electrónicos, a través de rutas o pistas de material conductor como el cobre, grabados desde hojas de cobre laminadas sobre un material no conductor.

DIAGRAMA ELECTRICO DE RELEVADORES

DE UN AUTOMATA

En el diagrama de relevadores o de contactos se puede observar:

Las entradas o posiciones de memoria que utilizaremos como entradas se representan con dos trazos verticales; enseguida nos parecen capacitares pues son el símbolo de los capacitares, pero no es asi aquí representan un contacto que estará abierto si el estado es cero (0) o cerrado si su estado es un o (1), si al símbolo se le cruza por una linea. Las salidas se representan por círculos. Hay muchos mas símbolos, como temporizadores que son dispositivos que conectan o desconectan a un circuito pasado determinado tiempo.

Un autómata programable se compone esencialmente de los siguientes bloques:

Ø Unidad Central de Proceso (CPU).

Ø Memorias internas.

Ø Memoria de programa.

Ø Sistema de Entradas y Salidas (E/S).

Ø Fuente de Alimentación.

La CPU realiza el control interno y externo del autómata y la interpretación de las instrucciones del programa. A partir de las instrucciones almacenadas en la memoria y de los datos que recibe de las entradas, genera las señales de las salidas.

La memoria se divide en dos bloques, la memoria de solo lectura o ROM y la memoria de lectura y escritura o RAM.

En la memoria ROM se almacenan programas para el correcto funcionamiento del sistema.

La memoria RAM a su vez puede dividirse en dos áreas:

Ø Memoria de datos, en la que se almacena la información de los estados de las entradas y salidas.

Memoria de usuario, en la que se almacena el programa con el que trabajará el autómata.


DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN AUTOMATA PROGRAMABLE

Ciclo de funcionamiento.

Cuando se pone en marcha el PLC se realizan una serie de comprobaciones:

· Funcionamiento de las memorias.

· Comunicaciones internas y externas.

· Elementos de E/S.

· Tensiones correctas de la fuente de alimentación.

· Una vez efectuadas estas comprobaciones y si las mismas resultan ser correctas, la CPU inicia la exploración del programa y reinicializa.

Equipos de programación.

La misión principal de los equipos de programación, es la de servir de intermediario entre el operador y el autómata para introducir en la memoria de usuario el programa con las instrucciones que definen las secuencias de control, es decir las instrucciones que va a realizar el automata.

Las tareas principales de un equipo de programación son:

  • Introducción de las instrucciones del programa.
  • Edición y modificación del programa.
  • Detección de errores.

Básicamente existen tres tipos de equipos de programación:

  • Consola con teclado y pantalla de tubo de rayos catódicos o de cristal líquido.
  • Programador manual.
  • Ordenador personal.

Equipos periféricos

Además de los equipos de programación, existen numerosos dispositivos que sin formar parte directa del autómata, pueden conectarse a este para realizar distintas funciones. Normalmente se conectan a los canales de comunicación del autómata.

Algunos de los equipos periféricos más comunes son:

Ø Módulos de ampliación de entradas y salidas: Necesarios para aquellos procesos en los que la estructura de E/S del autómata sea insuficiente.

Ø Módulos de tratamiento de datos: Son pequeños ordenadores que manejan distintos datos para la elaboración de informes, gráficos, etc.

Ø Impresoras.

Ø Visualizadores alfanuméricos.

Ø Lectores de código de barras.

La forma de comunicarse el autómata con sus periférícos puede ser unidireccional, cuando se establece en un sólo sentido, o bien bidireccional, cuando se establece en los dos sentidos.

Programación del autómata.

Para controlar un determinado proceso, el autómata realiza sus tareas de acuerdo con una serie de sentencias o

instrucciones establecidas en un programa. Dichas instrucciones deberán haber sido escritas con anterioridad por el usuario en un lenguaje comprensible para la CPU. Los programas para autómata pueden realizarse de forma lineal o de forma estructurada. En la programación lineal el programa consta de una serie de instrucciones que se van ejecutando una tras de otra de modo cíclico. Este modo de programación se suele emplear en programas no demasiado complejos. Cuando los programas son muy complejos, la programación estructurada es más aconsejable ya que puede dividirse el proceso general en subprogramas con diferentes subprocesos.

INTERRELACION HARDWARE-SOFTWARE EN EL AUTOMATA

Bibliografía.

Autómatas Programables

Balcells, José Luis

Ed. Alfaomega Marcombo

Autómatas Programables Industriales

Arquitectura Y Aplicaciones

Michel, Gilles

Ed. Boixareu Editores

Electronica Digital Integrada

Taub H. Y Shilling D.

Ed. Mardcombo S.A.

http://olmo.pntic.mec.es/jmarti50/automatas/auto.htm


ALUMNOS:

PACHECO RODRIGUEZ MARISOL XIMENA

ROCHA GONZALEZ JOSE LUIS

CHAVEZ PACHECO JUAN ERNESTO

No hay comentarios: