Download - InfoPLC Net Curso Avanzado Fatek
19/01/2012 1
Curso Avanzadode
PLCs de Fatek (Serie FBs)
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Índice
03 Hardware para Comunicaciones de PLCs de Fatek (Serie FBs)
9 Hardware para Comunicación Punto a Punto (Ethernet)
11 Configuración del módulo ETHERNET, FBs-CBE
16 Conexión de WinProladder con el módulo ETHERNET, FBs-CBE
23 Configuración del OPC-Server de Fatek
32 Conexión OPC-Server con EXCELL
35 Redes de PLCs de Fatek (Protocolos Fatek y ModBus)
53 Redes de PLCs de Fatek (Ethernet)
Comunicaciones
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Índice
55 Introducción al control de temperatura
57 Hardware para la regulación de temperatura
64 Tipos de lazos de control
97 Configuración del Hardware
99 Configuración de I/O
100 Ejemplo de Sistema de regulación de temperatura
101 Esquema eléctrico
102 Ejemplo Ladder de regulación ON/OFF
Control de temperatura
103 Ejemplo Ladder de regulación Zona neutra
105 Ejemplo Ladder de regulación PID
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Puertos de Comunicaciones con Serie FBs
Serie FBs-MA
- Port 0: PC-WinProladder (USB o RS232) o HMI (RS-232)
- Port 1: PC-WinProladder (RS232) o HMI (RS-232 ó RS485)
- Port 2: PC-WinProladder (RS232, Ethernet) o HMI (RS-232 ó RS485)
máx400 mA
+ 24 V OUT -s/s
X0 X2X1
X4X3
X6X5
X8X7
X10X9
X12X11 X13
L NC0
Y1Y0
Y2C2
Y4Y3
Y5C4 C6
Y6 Y8Y7 Y9
SINKSRCE
0 1 2 34 5 6 78 9
0 1 2 34 5 6 78 9
10111213
POW
RUN
ERR
IN(X)
OUT(Y)
PORT 0
PORT 1PORT 2
TX RX
IN AC 100-240 V
TX
RX
TX
RX
FBs-24MA
Port 2
Port 1 Port 0
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máx400 mA
+ 24 V OUT -s/s
X0 X2X1
X4X3
X6X5
X8X7
X10X9
X12X11 X13
L NC0
Y1Y0
Y2C2
Y4Y3
Y5C4 C6
Y6 Y8Y7 Y9
SINKSRCE
0 1 2 34 5 6 78 9
0 1 2 34 5 6 78 9
10111213
POW
RUN
ERR
IN(X)
OUT(Y)
PORT 0
PORT 1PORT 2
POR
T3
(RS232)PO
RT
4(RS485)
ETHERN
ET
TX RX
IN AC 100-240 V
TX
RUN
LNK
TX
RX
TX
RX
TX
RX
RX
TX
RX
FBs-24MC
FBs-CM 25E
3
6
1
2
+
-
G
T N
Puertos de Comunicaciones con Serie FBs
Serie FBs-MC
- Port 0: PC-WinProladder (USB o RS232) o HMI (RS-232)
- Port 1: PC-WinProladder (RS232) o HMI (RS-232 ó RS485)
- Port 2: PC-WinProladder (RS232 ó Ethernet) o HMI (RS-232 ó RS485)
- Port 3: PC-WinProladder (RS232 ó RS485) o HMI (RS-232 ó RS485)
- Port 4: PC-WinProladder (RS232 ó Ethernet) o HMI (RS-232 ó RS485)
Port 2
Port 1
Port 0Port 3
Port 4
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Cartas de comunicación (CB) de la Serie FBs-MA/MC
PROGRAMMABLECONTROLLER
PORT 2 PORT1
TX
RX
TX
RX
FBs-CB2(1xRS232)
PROGRAMMABLECONTROLLER
PORT 2 PORT1
TX
RX
TX
RX
FBs-CB22(2xRS232)
PROGRAMMABLECONTROLLER
PORT1
TX
RX
PORT 2
TX
RX
FBs-CB25(1xRS232+1xRS485)
FBs-CB5(1xRS485)
PROGRAMMABLECONTROLLER
PORT 2
TX
RX
PORT 1
TX
RXPROGRAMMABLECONTROLLER
PORT 2
TX
RX
PORT 1
TX
RX
FBs-CB55(2xRS485)
PROGRAMMABLECONTROLLER
FBs-CBE(1xETHERNET)
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Módulos de comunicación (CM) de la Serie FBs-MC
PORT
3(RS232)
TX
RX
PORT
4(RS232)
TX
RX
FBs-CM 22 FBs-CM 55
PORT
4(RS485)
TX
RX
+
-
G
T N
PORT
3(RS485)
TX
RX
+
-
G
T N
PORT
3(RS232)
PORT
4(RS485)
TX
RX
TX
RX
FBs-CM 25
+
-
G
T N
PORT
4(RS485)
ETHERN
ET
RUN
LNK
TX
RX
TX
RX
FBs-CM 55E
3
6
1
2
+
-
G
T N
PORT
3(RS485)
TX
RX
+
-
G
T N
PORT
3(RS232)
PORT
4(RS485)
ETHERN
ET
RUN
LNK
TX
RX
TX
RX
TX
RX
FBs-CM 25E
3
6
1
2
+
-
G
T N
FBs-CM22(2xRS232)
FBs-CM55(2xRS485)
FBs-CM25(1xRS232)(1xRS485)
FBs-CM55E(2xRS485)
(1xETHERNET)
FBs-CM25E(1XRS232)(1xRS485)
(1xETHERNET)
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19/01/2012 8
Módulos especiales de comunicación (CM) de la Serie FBs-MC
POW
TX
RX
TX
RS232 to RS485Converter
RX
FBs-CM 5C
24 V +
24 V -
FG
FG
+
-
G
T N
FBs-CM5C(conversor RS232 RS485)
FBs-CM5R(repetidor RS485)
TX
RX
FBs-CM 5R
+
-
G
T N
TX
RX
+
-
G
T N
POW
RS485Repeater
24 V +
24 V -
FG
FG
24V + CH1 + CH1 - GND2
24V - GND1 CH2 + CH2 -
CH3 + CH3 - GND4
GND3 CH4 + CH4 -
4 Ports
RS485 HUB
FBs-CM5H
FBs-CM5H(HUB RS485)
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Identificación de pines de los puertos RS232 y RS485
5 GND
3 RxD (in)2 TxD (out)
RS232
DB-9F
+
-
FG
T NON
12
RS485
RS232
RS485
ETHERNET
Pin Señal1 TX +2 TX -3 Rx +6 RX -
1 8
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19/01/2012 10
Comunicaciones Punto-a-Punto con Serie FBs
Ejemplo 1
Módulo frontal EthernetFBs-CBE
Pupitre FatekFBs-10MA
WinProladdero
OPC-Server
Cable Ethernet (cruzado)Cable USB o RS232
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Comunicaciones Punto-a-Punto con Serie FBs
Ejemplo 2
Módulo frontal EthernetFBs-CBE
Pupitre Fatek
FBs-10MA
WinProladder o OPC-Server
Cable Ethernet
Módulo frontal EthernetFBs-CBE
Cable Ethernet
Cable Ethernet
Pupitre Fatek
FBs-10MA
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19/01/2012 12
Configuración del PC
Inicio / Panel de Control / Conexiones de Red / Red Local LAN
Ambas IP’s (PLC y PC) deberán estar en el mismo rango de direcciones IP.
PC
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19/01/2012 13
Configuración del módulo frontal: Ethernet Fatek FBs-CBE
Ejecutar: Fatek Ethernet Module Configuration Tool (ether_cfg.exe)
Doble clic sobre el módulo detectado al que queramos acceder para configuración.
1
2
3
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19/01/2012 14
Configuración del módulo frontal: Ethernet Fatek FBs-CBE
Configuración general
Ajustar la IP del Módulo FBs-CBE.(en el mismo rango que el PC)
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19/01/2012 15
Configuración del módulo frontal: Ethernet Fatek FBs-CBE
Configuración del Control de Acceso
Permite introducir listado de IP’s desde las que se permitirá el acceso a este módulo Ethernet
Si no se introduce ninguna IP, el Control de Acceso está deshabilitado(acceso permitido desde cualquier IP)
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19/01/2012 16
Configuración del módulo frontal: Ethernet Fatek FBs-CBE
Configuración de la solapa Misc.
Es importante conocer el puerto de comunicaciónPor defecto es el puerto 500 para servicio Fatek y el puerto 502 para Modbus
(se pueden modificar ambos)
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19/01/2012 17
ConexiónWinProladder con PLC
por Ethernet
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19/01/2012 18
Conexión WinProladder con FBs-CBEwww.infoPLC.net
19/01/2012 19
Conexión WinProladder con FBs-CBE
Para coger un programa del
PC y pasarlo al PLC
Para obtener el programa del PLC
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Conexión WinProladder con FBs-CBEwww.infoPLC.net
19/01/2012 21
Conexión WinProladder con FBs-CBE
Ventana que indica el progreso de comunicación
Arbol
Del
Proyecto
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19/01/2012 22
Conexión WinProladder con FBs-CBEVentana de Estado del PLC
(Se visualiza automáticamente después del proceso de conexión)
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19/01/2012 23
Conexión WinProladder con FBs-CBE
Cursor
Escritorio
Arbol
del
Proyecto
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19/01/2012 24
Configuración Servidor OPC Fatek
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19/01/2012 25
Arquitectura
Equipo 1 Equipo N
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19/01/2012 26
Configuración del OPC-ServerEjecutar: FaconSvr.exe
“click”
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19/01/2012 27
Configuración del OPC-Server
Introducir
Nombre y Descripción
Aceptar
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19/01/2012 28
Configuración del OPC-Server
“click” en
Add Device
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19/01/2012 29
Configuración del OPC-Server
“click” en
Add Station
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19/01/2012 30
Configuración del OPC-Server
“click” en
Add Group
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19/01/2012 31
Configuración del OPC-Server
“click” en
Add Item
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19/01/2012 32
Configuración del OPC-Server
Para conectar el OPC Server al PLC hacer “click” en conectar
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19/01/2012 33
Conexión OPC-Server con EXCELL
Lectura de datos en Excell
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19/01/2012 34
Conexión OPC-Server con EXCELL
Escritura de datos desde Excell
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19/01/2012 35
Conexión OPC-Server con EXCELLCódigo de los Botones
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19/01/2012 36
RedesDe PLCs de FATEK
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19/01/2012 37
Comunicaciones en Red con Serie FBs
Serie FBs-MA
- Port 1: Red de PLCs (RS485)
- Port 2: Red de PLCs (RS485)
Serie FBs-MC
- Port 1: Red de PLCs (RS485)
- Port 2: Red de PLCs (RS485)
- Port 3: Red de PLCs (RS485)
- Port 4: Red de PLCs (Ethernet y RS485)
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19/01/2012 38
Comunicaciones en Red con Serie FBs
Red Maestro/Esclavos
- Hardware: Conexionado de los PLC´s a través de sus puertos RS485
-Configuración de los puertos: Todos deben tener los mismos Parámetros
-Número de estación de cada PLC: 1 al 254
- Software: 1) En el “Árbol del Proyecto” configurar la Tabla de Lectura/Escritura
2) En el Ladder, programar la función: FUN150
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19/01/2012 39
Comunicaciones en Red RS485 con Serie FBsHardware
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19/01/2012 40
Comunicaciones en Red RS485 con Serie FBsParámetros de los Puertos
Registro de ajuste
Baudios por defecto
Otros parámetros por defecto *
Puerto Valor por defecto
R4050Port 0 ** 5621H 9600 bps Datos: 7 bit, Paridad: Even, Stop: 1 bit
R4146Port 1 5621H 9600 bps Datos: 7 bit, Paridad: Even, Stop: 1 bit
R4158Port 2 5621H 9600 bps Datos: 7 bit, Paridad: Even, Stop: 1 bit
R4161Port 2 *** 5665H 153600 bps Datos: 8 bit, Paridad: Even, Stop: 1 bit
R4043Port 3 5621H 9600 bps Datos: 7 bit, Paridad: Even, Stop: 1 bit
R4044Port 4 5621H 9600 bps Datos: 7 bit, Paridad: Even, Stop: 1 bit
*** Ajuste Port 2 en alta velocidad
* Al ajustar un puerto en protocolo ModBus RTU, los bits de Datos son, siempre 8 bits
** Para el Port 0 se puede cambiar los Baudios, pero los otros parámetros siempre son los indicados
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19/01/2012 41
Comunicaciones en Red RS485 con Serie FBsAjuste de los Parámetros de los Puertos
0: Even Parity (Paridad Par)1: Odd Parity (Paridad Impar)
0: Datos, 7 Bits1: Datos, 8 Bits
0: Sin Paridad1: Con Paridad
0: 1 Bit de Stop1: 2 Bits de Stop
B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B15
56H
Bits de los
Registros de Ajuste
BaudiosH0 0 0 0 0 4800 bps0 0 0 1 1 9600 bps0 0 1 0 2 19200 bps0 0 1 1 3 38400 bps0 1 0 0 4 76800 bps0 1 0 1 5 153600 bps0 1 1 0 6 307200 bps0 1 1 1 7 614400 bps1 0 0 0 8 7200 bps1 0 0 1 9 14400 bps1 0 1 0 A 28800 bps1 0 1 1 B 57600 bps1 1 0 0 C 115200 bps1 1 0 1 D 230400 bps1 1 1 0 E 921600 bps1 1 1 1 F Definido por usuario
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19/01/2012 42
Comunicaciones en Red RS485 con Serie FBsRelés Internos de los Puertos
Puerto listo Puerto ha terminadoPuerto
M1960 M1961Port 1
M1962 M1963Port 2
M1936 M1937Port 3
M1938 M1939Port 4
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19/01/2012 43
Comunicaciones en Red RS485 con Serie FBsNúmero de estación
Maestro: 1
Esclavos: 2 - 254
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19/01/2012 44
Secuencia de pasos de Lectura/Escritura en Red RS485Tabla en Winproladder (protocolo Fatek)
12
3
4
5
6
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19/01/2012 45
Secuencia de pasos de Lectura/Escritura en Red RS485Tabla en Winproladder (protocolo Fatek)
1
2
34
6
5
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19/01/2012 46
Funciones de Comunicación en Red RS485Función FUN151 (Maestro-Esclavos) (protocolo Fatek)
Pt:MD:SR:WR:
151P.CLINK
EN
PAU
ABT
Entrada de Control
Pausa
Aborto
ACT
ERR
DN
Trabajando
Error
Hecho
Rango
R ROR DR K
PtMDSRWR
R0
R3839
-
-
R5000
R8071
-
-
D0
D3999
-
-
Constate
1 a 4
0--
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19/01/2012 47
Funciones de Comunicación en Red RS485Ladder (Función FUN151)
Cada vez que el puerto Port1 está libre, se ejecuta la función FUN151 y se realiza la tabla de secuencia de
Lectura/Escritura
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19/01/2012 48
Secuencia de pasos de Lectura/Escritura en Red RS485Tabla en Winproladder (protocolo ModBus)
1
2
3
4
5
6
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19/01/2012 49
Secuencia de pasos de Lectura/Escritura en Red RS485Tabla en Winproladder (protocolo ModBus)
1
2
3
45
6
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19/01/2012 50
Direcciones ModBus en Fatek
Tablas con direcciones de 55 dígitos
FatekModBus Descripción
Y0 – Y25500001 - 00256X0 – X25501001 - 01256
M0 – M200102001 - 04002S0 – S999
Salidas Digitales, YEntradas Digitales, XMarcas Internas, MMarcas Internas, S06001 - 07000
T0 – T25509001 - 09256C0 – C25509501 - 09756R0 – R416740001 - 44168
R5000 – R5998
Relés de Salida, (T0 – T255)Relés de Salida, (C0 – C255)Registros, RRegistros de Solo Lectura, ROR45001 - 45999
D0 – D299846001 - 48999T0 – T25549001 - 49256C0 – C19949501 - 49700
C200 – C255
Registros, DValor Acumulado, (T0-T255)Valor Acumulado, (C0-C199), (16 bits)Valor Acumulado, (C200-C255), (32 bits)49701 - 49812
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19/01/2012 51
Direcciones ModBus en Fatek
Tablas con direcciones de 66 dígitos
FatekModBus Descripción
Y0 – Y255000001 - 000256X0 – X255001001 - 001256
M0 – M2001002001 - 004002S0 – S999
Salidas Digitales, YEntradas Digitales, XMarcas Internas, MMarcas Internas, S006001 - 007000
T0 – T255009001 - 009256C0 – C255009501 - 009756R0 – R4167400001 - 404168
R5000 – R5998
Relés de Salida, (T0 – T255)Relés de Salida, (C0 – C255)Registros, RRegistros de Solo Lectura, ROR405001 - 405999
D0 – D2998406001 - 408999T0 – T255409001 - 409256C0 – C199409501 - 409700
C200 – C255
Registros, DValor Acumulado, (T0-T255)Valor Acumulado, (C0-C199), (16 bits)Valor Acumulado, (C200-C255), (32 bits)409701 - 409812
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19/01/2012 52
Funciones de Comunicación en Red RS485Función FUN150 (protocolo ModBus)
Pt:SR:WR:
150P.M_BUS
EN
A/R
ABT
Entrada de Control
ASCII/RTU
Aborto
ACT
ERR
DN
Trabajando
Error
Hecho
Rango
R ROR DR K
PtSRWR
R0
R3839
-
R5000
R8071
-
D0
D3999
-
Constate
1 a 4--
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19/01/2012 53
Funciones de Comunicación en Red RS485Ladder (Función FUN150)
Cada vez que el puerto Port1 está libre, se ejecuta la función FUN151 y se realiza la tabla de secuencia de
Lectura/Escritura
M2=0 Protocolo ModBus RTU
M2=1 Protocolo ModBus ASCII
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19/01/2012 54
Comunicaciones en Red Ethernet con Serie FBsEthernet
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19/01/2012 55
Comunicaciones en Red Ethernet con Serie FBswww.infoPLC.net
19/01/2012 56
Control de Temperatura(serie FBs)
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19/01/2012 57
Regulación de Temperatura con los PLC´s de Fatek
Los Autómatas de la Serie FBs disponen de Módulos de expansión para sondas de temperatura
Se pueden usar las 3 Series MA, MC y MN
Tamaño mínimo del PLC: 20 E/S
Número máximo de sondas: 32
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19/01/2012 58
Hardware para Regulación de TemperaturaMódulos para sondas RTD (termoresistencias)
Módulos
90 x 90 x 80 mm40 x 90 x 80 mmDimensiones-20 ~ +80 ºCTemperatura de almacenaje0 ~ +60 ºCTemperatura de trabajo
LED indicador de 5VIndicador24 Vdc, -15% +20%, 2 VA máximoAlimentación
5 V, 35 mAConsumo internoAlimentación: Transformador, Señal: optoacopladorAislamiento
± 1%Precisión2 ó 4 s1 ó 2 sTiempo de conversión
0.1 ºCResoluciónConfigurable: No, 2, 4, 8Media de muestras
PromedioFiltro de Software1 IR (registro de entrada) y 8 DOPuntos de E/S
RTD de 3 hilos JIS (α=0.00392) o DIN (α=0.00385)Pt-100 (-200 ~ +850 ºC
Pt-1000 (-200 ~ +600 ºC)Tipo Sonda (rango)
16 Sondas6 sondasNúmero de Sondas (puntos)FBs-RTD16FBs-RTD6Referencia
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19/01/2012 59
Hardware para Regulación de TemperaturaMódulos para sondas TC (termopares)
40 x 90 x 80 mm 90 x 90 x 80 mmDimensiones-20 ~ +80 ºCTemperatura de almacenaje0 ~ +60 ºCTemperatura de trabajo
IndicadorAlimentaciónConsumo internoAislamientoPrecisiónTiempo de conversiónResoluciónCompensación unión fríaMedia de muestrasFiltro de SoftwarePuntos de E/S
Tipo Sonda (rango)
Número de Sondas (puntos)Referencia
Módulos
LED indicador de 5V
24 Vdc, -15% +20%, 2 VA máximo
5 V, 32 mA 5 V, 35 mA
Alimentación: Transformador, Señal: optoacoplador
± (1% + 1 ºC)
2 ´4 s 3 ó 6 s1 ó 2 s
0.1 ºC
Si
Configurable: No, 2, 4, 8
Promedio
1 IR (registro de entrada) y 8 DO
J (-200 ~ +900 ºC) E (-190 ~ +1000 ºC)K (-190 ~ +1300 ºC) T (-190 ~ +380 ºC)R (0 ~ +1800 ºC) B (350 ~ +1800 ºC)S (0 ~ +1700 ºC) N (-200 ~ +1000 ºC)
16 Sondas6 sondas2 sondas
FBs-TC16FBs-TC6FBs-TC2
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19/01/2012 60
Módulos para sondas RTD
FATEKFBs -RTD6
POW
P0+ P1+P0-COM
+ 24 IN -P1-
P4+P3+P2+ P5+P4-P3-P2- P5-
6 Sondas RTD
FBs -RTD16
POW
P0+ P1+ P2+ P3+ P4+ P5+ P6+P0-COM
+ 24 IN -P1- P2- P3- P4- P5- P6-
P9+ P10+P7+ P8+P7- P8-
P11+ P12+ P13+ P14+ P15+P9- P10- P11- P12- P13- P14- P15-
FATEK
16 Sondas RTD
40 mm 90 mm
90 mm 90 mm
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19/01/2012 61
Módulos para sondas TC
16 Sondas TC
FBs -TC16
POW
T0+ T1+ T2+ T3+ T4+ T5+ T6+T0-COM
+ 24 IN -T1- T2- T3- T4- T5- T6-
T9+ T10+T7+ T8+T7- T8-
T11+ T12+ T13+ T14+ T15+T9- T10- T11- T12- T13- T14- T15-
FATEK
2 Sondas TC
FATEKFBs -TC2
POW
T0+ T1+T0-
+ 24 IN -T1-
6 Sondas TC
FATEKFBs -TC6
POW
T0+ T1+T0-
+ 24 IN -T1-
T4+T3+T2+ T5+T4-T3-T2- T5-
40 mm
90 mm90 mm
90 m
m
40 mm 90 mm
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19/01/2012 62
Ejemplo de Configuración
FBs -RTD16
POW
P0+ P1+ P2+ P3+ P4+ P5+ P6+P0-COM
+ 24 IN -P1- P2- P3- P4- P5- P6-
P9+ P10+P7+ P8+P7- P8-
P11+ P12+ P13+ P14+ P15+P9- P10- P11- P12- P13- P14- P15-
FATEKFATEKFBs -RTD6
POW
P0+ P1+P0-COM
+ 24 IN -P1-
P4+P3+P2+ P5+P4-P3-P2- P5-
FBs -24MC
ERR
RUN
POW
X0S/S
X2 X4 X6 X8 X10 X12X1
+ 24 IN -X3 X5 X7 X9 X11 X13
AC100~240VIN
Y1C0
Y2 Y4 Y5 Y6 Y8Y0 C2 Y3 C4 C6 Y7 Y9
FATEK
0 1 2 34 5 6 78 9 10 11
12 13
0 1 2 34 5 6 78 9
IN(X)
OUT(Y)
L N
~
TX RX
SINKSRCE
CPU FBs-24 MC, 14 ED y 10 SD Módulo FBs-RTD6
6 Sondas
Módulo FBs-RTD16
16 Sondas
LN
G
-G
+
400 mA Máx.
Fuente externa
24 Vdc
230 Vac
Configuración de 22 sondas RTD
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19/01/2012 63
Conexionado de las sondas RTD
Hilo Rojo
Hilo Blanco
Hilo Blanco
Sonda 1RTD
Hilo Rojo
Hilo Blanco
Hilo Blanco
Sonda nRTD
24V+
24V-
P0+
P0-
COM
P1+
P1-
Pn+
Pn-Multiplexor
+
24 Vdc (externa)
Hilo Rojo
Hilo Blanco
Hilo Blanco
Sonda 0RTD
FBs-RTD6: n=5FBs-RTD16: n=15
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19/01/2012 64
Conexionado de las sondas TC
Sonda 0TC
+-
Sonda 1TC
+-
Sonda nTC
+-
24V+
24V-
T0+
T0-
FG
T1+
T1-
Tn+
Tn-
Multiplexor
+
24 Vdc (externa)
FBs-TC6: n=5FBs-TC16: n=15
Managuera apantallada(Cable de termopar)
Managuera apantallada(Cable de termopar)
Managuera apantallada(Cable de termopar)
Conexión de la malla de las mangueras a Tierra
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19/01/2012 65
Tipos de Lazos de Control
Control Todo-Nada (ON-OFF)
Control Zona Neutra
Control ProporcionalProporcional PWM
Proporcional Derivada
Proporcional Integral
Proporcional Integral-Derivada (PID)
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19/01/2012 66
Teoría de la Regulación ON-OFF
Se lleva a cabo con una sola salida de control
Solo realiza acción positiva (Calientan o dejan de calentar)
Salida desactivada: 0% de potencia de calefacción
Salida activada: 100% de potencia de calefacción
No se actúa con ninguna energía refrigeradora
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19/01/2012 67
Teoría de la Regulación ON-OFFwww.infoPLC.net
19/01/2012 68
Teoría de la Regulación Zona Neutra
Se lleva a cabo con dos salidas de control
Realiza acción positiva y acción negativa
Salida 1 desactivada: 0% de potencia calefactora
Salida 1 activada: 100% de potencia calefactora
Salida 2 desactivada: 0% de potencia enfriadora
Salida 2 activada: 100% de potencia enfriadora
Se actúa sobre un elemento calefactor y sobre uno enfriador
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19/01/2012 69
Teoría de la Regulación Zona Neutrawww.infoPLC.net
19/01/2012 70
Teoría de la Regulación Proporcional
El control Proporcional suministra una energía de calefacción deforma gradual entre 0% y 100%.
Esta cantidad de energía calefactora es proporcional a la diferencia entre la temperatura real y la deseada
Temperatura Real: PV (Proces Value)
Temperatura Deseada: SP (Set Point)
Error = SP - PV
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19/01/2012 71
Introducción al Control Proporcional
Para que un PLC pueda dar esta señal proporcional entre 0% y 100% se necesita que suministre una salida analógica
0 a 10 Vcc
0 a 20 mA
4 a 20 mA
Además el elemento de control de paso de la energía calefactora debe ser de entrada
analógica:
Válvula proporcional, servomotor, etc.
¡Solución Cara
en muchos casos!
Hay que buscar otra solución
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19/01/2012 72
Introducción al Control Proporcional
Todo-Nada
Energía eléctrica
Solución más barata
Usar PLC con salida de Relé
Usar Contactores para activar la energía calefactora
Usar electricidad como energía calefactora
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19/01/2012 73
Introducción al Control Proporcional
...Relés, Contactores, .....
Son elementos que dan Señal Todo-Nada
¡¡ ¿Cómo podemos tener un control Proporcional con tales elementos? !!
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19/01/2012 74
Teoría de la Regulación PWM
Modulación de Anchura de Pulsos
Pulse Width Modulation¡ La solución!
“ Activación del Relé dentro de un lapso de tiempo, denominado Tiempo de Ciclo (TC ), que sea inferior al tiempo de respuesta del
sistema”
Tiempo de respuesta de un sistema: Es el tiempo que tarda en apreciarse un aumento de la temperatura, desde el instante en que se da la orden de calentamiento.
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19/01/2012 75
Teoría de la Regulación PWM
Ejemplo:Un Horno tiene un tiempo de respuesta de 120 Seg. Ajustamos un Tiempo de ciclo: TC = 6 Seg.
Cuando el PLC tenga que dar el 100% de la potencia calefactora: Tendrá el Relé activado el 100 % del TC
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19/01/2012 76
Teoría de la Regulación PWM
Cuando el PLC tenga que dar el 75% de la potencia
calefactora: Tendrá el Relé activado el 75 % del
TC
Cuando el PLC tenga que dar el 50% de la potencia
calefactora: Tendrá el Relé activado el 50 % del
TC
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19/01/2012 77
Control Proporcional Simple
Se suministra una potencia de calefacción directamente proporcional al error de la temperatura (SP-PV)
Pb = Banda Proporcional (zona donde se realiza el control)
SP-PV% Potencia = 100 *
Pb
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19/01/2012 78
Control Proporcional Simplewww.infoPLC.net
19/01/2012 79
Control Proporcional Simple
Queremos mantener un Horno Eléctrico a 400 ºC, SP=400Ajustamos un banda proporcional de Pb = 10% = 40(Pb va de 360 ºC a 400 ºC)
Ajustamos un Tiempo de ciclo de TC = 6 seg.
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19/01/2012 80
Inercia Térmica
El control Proporcional Simple no tiene en cuentala Inercia Térmica
No puede funcionar bien en todos los sistemas
Cuanto mayor sea la inercia del sistema más oscilante será el control y más tardará en estabilizarse
¡ Hay que encontrar una solución!
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19/01/2012 81
Error Estacionario
Cuando la temperatura dentro del Horno sea igual a SP, el regulador dará 0% de potencia calefactora.
Debido a las fugas de calor el horno empezará a enfriarse y entonces el regulador empezará a dar energía calefactora.
Cuando la energía suministrada sea igual a la que se pierde por fugas, la temperatura dentro del Horno se estabiliza
La diferencia entre la preselección (SP) y la temperatura de estabilización se denomina: ERROR ESTACIONARIO.
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19/01/2012 82
Error Estacionario
Un Horno está a 400 ºC y se ha ajustado Pb = 40
Las fugas se pueden compensar con un 15% de potencia calefactora
Ejemplo
¿ Cual será el Error Estacionario?
400- PV15% = 100 *
40
PV = 394 ºC
Error = 6 ºC
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19/01/2012 83
Control Proporcional Derivativo (PD)
Este tipo de control tiene en cuenta, no solo la desviación de la temperatura real de la preselección deseada, sino que, además,
considera la velocidad de subida y bajada de la temperatura
El PLC se “anticipa” a las inercias de subida y bajada. Frena latendencia de variación de la temperatura
Así pues, si PV está por debajo de SP, pero subiendo rápidamente, el PLC suministra menos potencia calefactora intentando que no se
supere los ºC ajustados en SP
Por contra, si PV está por encima de SP, pero bajando decididamente, el PLC suministra algo de potencia calefactora para
evitar que no se caiga de los ºC de SP
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19/01/2012 84
Control Proporcional Derivativo (PD)
Fórmula
SP - PV – (td * Vt)% Potencia = 100 *
Pb
td = Constante derivativa llamada Tiempo Derivativo (seg.)
Vt = Velocidad de variación de la temperatura del sistema (ºC/seg.)
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19/01/2012 85
Control Proporcional Derivativo (PD)
400-402–(4 * -1)% Potencia = 100 * = 5 %
40
Ejemplo
Datos:
• SP = 400 ºC
• Pb = 40
• TC = 6 seg.
• td = 4 seg.
A) temperatura Horno 365 ºC y Vt = 3 ºC/s
400-365–(4 * 3)% Potencia = 100 * = 57,5%
40
B) temperatura Horno 402 ºC y Vt = -1 ºC/s
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19/01/2012 86
Control Proporcional Derivativo (PD)
Comparación
ºC Control Proporcional Control Proporcional Derivativo
150 % 100 % 120 % 100 %3340
102,5 % 100 % 72,5 % 72,5 %3359
100 % 100 % 70,0 % 70,0 %3360
87,5 % 87,5 % 57,5 % 57,5 %3365
62,5 % 62,5 % 32,5 % 32,5 %3375
50,5 % 50,0 % 30,0 % 30,0 %2380
25,0 % 25,0 % 5,0 % 5,0 %2390
00,0 % 00,0 % -10 % 0,0 %1400
-5 % 00,0 % 5,0 % 5,0 %-1402
Según Fórmula Real Según Fórmula RealºC/s
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19/01/2012 87
Control Proporcional Integral (PI)
Este tipo de control posibilita la eliminación del Error Estacionario, propio del Control Proporcional Simple
El PLC controla el error de temperatura y el tiempo que ha durado
El equipo aumenta automáticamente la potencia suministrada al sistema
La Acción Integral se suma al control proporcional
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19/01/2012 88
Control Proporcional Integral
Fórmula
SP - PV + (ti * EA)% Potencia = 100 *
Pb
ti = Constante Integral, (0,01 a 1 /seg.)
EA = Error acumulado (sumado/restado y acumulado cada segundo)
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19/01/2012 89
Control Proporcional Integral
Explicación
Intuitiva
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19/01/2012 90
Control Proporcional Integral
Explicación
Intuitiva
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19/01/2012 91
Control Proporcional Integral
Seg. SP PV Error ti EA Pb % Potencia
00 398 2 0 5,00
01 398 2 2 5,10
02 398 2 4 5,20
03 399 1 5 2,75
04 399 1 6 2,80
05 399 1 7 2,85
06 400 0 7 0,35
07 400 0 7 0,35
08 400 0 7 0,35
09 401 -1 6 0,00 (-2,20)
10 401 -1 5 0,00 (-2,25)
11 400 0 5 0,25
SP
400
ti
0,02
Pb
40
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19/01/2012 92
Control Proporcional Integral-Derivada (PID)
Es un Control Proporcional en el que se incluye la Acción Derivada y la Integral, simultáneamente.
Fórmula
SP - PV - (td * Vt) + (ti * EA)
% Potencia = 100 *
Pb
Si td = 0 el control se vuelve: Proporcional Integral (PI)
Si ti = 0 el control se vuelve: Proporcional Derivada (PD)
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19/01/2012 93
Control PID (Tipos de Sistemas)
Según el ajuste de los parámetros: Pb, td y ti
Sistema Inestable: Oscilación continua de la variable a controlar
Sistema Estable Insuficientemente amortiguado: La variable se aproxima, más o menos, a la preselección ajustada, después de una oscilación inicial
Sistema Estable demasiado amortiguado: La variable se acerca, más o menos, a la preselección ajustada, sin oscilar
Sistema Estable con ajuste correcto: La variable oscila mínimamenteantes de ajustarse a la preselección
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19/01/2012 94
Control PID (Tipos de Sistemas)
Inestable Estable, Amortiguación insuficiente
Estable, demasiado amortiguada Estable, bien ajustada
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19/01/2012 95
Control PID (influencia de Pb, td y ti)
Banda Proporcional (Pb)
Demasiado grande: * Aproximación a la preselección lenta* No hay oscilaciones* Sistema lento ante perturbaciones
Demasiado pequeña: * La acción proporcional empieza más tarde* El sistema tiende a ser oscilatorio
* El Sistema reacciona rápido ante perturbaciones
* Si Pb = 0 el sistema se vuelve ON-OFF
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19/01/2012 96
Control PID (influencia de Pb, td y ti)
Tiempo Derivativo (td)
Demasiado grande: * Aproximación a la preselección lenta* No hay oscilaciones* Sistema lento ante perturbaciones
Demasiado pequeño: * Disminuimos el “freno” a la inercia térmica* El sistema tiende a ser oscilatorio * El Sistema reacciona rápido ante perturbaciones
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19/01/2012 97
Control PID (influencia de Pb, td y ti)
Tiempo Integral (ti)
Demasiado grande: * Compensación excesiva del error estacionario* El sistema tiende a superar la preselección* Sistema oscilante y poco preciso
Demasiado pequeño: * Compensación insuficiente del error estacionario* El sistema es menos oscilante * El Sistema tiende a caer por debajo de la
preselección
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19/01/2012 98
Programación de Regulación
Posicionar Ratón y “click”
botón derecho
“click” en Add Module
Seleccionar el módulo de temperatura
Configuración del Hardware
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19/01/2012 99
Programación de Regulación
Configuración del Hardware
Direcciones ocupadas para
Uso interno
Canal de lectura de las
6 sondas RTD
(No se pueden usar en el programa)
www.infoPLC.net
19/01/2012 100
Programación de RegulaciónConfiguración de I/O
Seleccionar tipode sonda
Seleccionar Unidad de medida, filtro de software y
velocidad de escaneo
Registros informativos yde uso interno
Lectura de la temperatura de cada una de la 6 sondas
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19/01/2012 101
Equipo para la regulación de temperatura
FATEKFBs -RTD6
POW
P0+ P1+P0-COM
+ 24 IN -P1-
P4+P3+P2+ P5+P4-P3-P2- P5-
FBs -24MC
ERR
RUN
POW
X0S/S
X2 X4 X6 X8 X10 X12X1
+ 24 IN -X3 X5 X7 X9 X11 X13
AC100~240VIN
Y1C0
Y2 Y4 Y5 Y6 Y8Y0 C2 Y3 C4 C6 Y7 Y9
FATEK
0 1 2 34 5 6 78 9 10 11
12 13
0 1 2 34 5 6 78 9
IN(X)
OUT(Y)
L N
~
TX RX
SINKSRCE
F N
+24V
0V
C0 Y0
Re lé de Es tado Só lidoExc itac ión: 24 Vdc
Carga: 230 Vca
Res is tenc ia Cale fac tora(Corriente Alterna)
Sonda PT100(3 hilo s )
COM P0-
P0+
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19/01/2012 102
Esquema
X0(inicio regulación)
X1(Rese t de Ala rma)
X00 V S/S X1
Puente
24 Vdc
24 Vdc
0 Vdc
Entradas de l PLC
Y0C0 Y1 Sa lidas del PLC
Resis tenciaca le factora
Ala rmaTempera tura
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19/01/2012 103
Regulación ON-OFFwww.infoPLC.net
19/01/2012 104
Regulación Zona Neutrawww.infoPLC.net
19/01/2012 105
Regulación Zona Neutrawww.infoPLC.net
19/01/2012 106
Regulación PIDwww.infoPLC.net
19/01/2012 107
Regulación PIDwww.infoPLC.net
19/01/2012 108
Regulación PIDwww.infoPLC.net
19/01/2012 109
FIN
Gracias por su atención
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