e-311

Festo Didactic México Ing. Luis Daniel García Salas 28 de abril de 2023

BIENVENIDOS AL SEMINARIO“Iniciación a la programación de sistemas

automatizados con PLC”Clave: E-311

Instructor: Ing. Luis Daniel García Salas

Presentación:

1.? Nombre

Empresa o institución

Giro

Puesto

Antigüedad

Conocimientos /relación con los PLC’s



Las expectativas del curso:

¿Qué quiero, espero, o necesito de este curso?

¿Qué no quiero que pase en este curso?

¿Qué puedo aportar yo a este curso?

¿Qué es Festo?


Objetivos:

El participante estará en condiciones de:

Comprender la función y las posibles aplicaciones de un PLC en la industria.

Reducir costos y aumentar la productividad seleccionando el PLC más

adecuado de acuerdo con su proceso industrial.

Instalar, conectar y poner en marcha sistemas controlados por PLC.

Optimizar procesos productivos aplicando sistemas de libre programación (PLC).

Reducir tiempos de paro en maquinaria con mando por PLC detectando y

corrigiendo fallas de manera eficaz.


Contenido: El PLC en los sistemas automatizados. Fundamentos. Operaciones Booleanas. Diseño y modo de funcionamiento de un PLC. Programación de un PLC. Elementos comunes de los lenguajes. Diagrama de escalera y lista de instrucciones

FESTO. Sistemas de control lógico. Programación de temporizadores. Programación de contadores. Sistemas de control secuencial. Puesta a punto y seguridad en el manejo de

un PLC.Festo Didactic México Ing. Luis Daniel García Salas 28 de abril de 2023

Horario:

Inicio

9:00

Receso 11:00

Comida 13:00

Término 17:00 Festo Didactic México Ing. Luis Daniel García Salas 28 de abril de 2023

Acuerdos del grupo:

Celulares apagados o en vibrador

Respetar la participación de los

compañeros

Seamos puntuales

Total libertad de acción


El PLC en los sistemas automatizados


Introducción


PLC es un acrónimo en inglés de Programmable Logic Control , que en español

significa Control Lógico Programable.

El primer PLC fue desarrollado por un grupo de ingenieros de General Motors en

el año de 1968.

Introducción


El nuevo sistema de control tenía que cumplir con los siguientes requerimientos:

Programación sencilla. Cambios de programa sin intervención en el sistema. (Cableado

interno). Más pequeño, más económico y más fiable que el control por

relé. Sencillo y con bajo costos de mantenimiento. Poca capacitación

Los primeros desarrollos de PLC’s permitían la conexión sencilla de señales

binarias.

Los requerimientos de cómo estaban conectadas las señales, se especificaba en

el programa de control.

Introducción


Por primera vez fue posible mostrar las señales en una pantalla y archivar los

programas en memorias electrónicas. Desde entonces han pasado ya 4 décadas durante las cuales ha

habido enormes progresos. Todavía hace 20 años, la visualización, las HMI, el procesamiento

analógico o incluso, la utilización de un PLC como regulador, eran considerados una utopía.

Áreas de aplicación


El PLC representa un control universal: En el cual el programa se escribe en una memoria electrónica que se puede editar.

La tarea de un PLC es la interconexión de señales de entrada, de acuerdo a un determinado programa para posteriormente interconectar las salidas.

En un inicio el comportamiento de los PLC’s era similar al comportamiento con lógica cableada o con relevadores. Hoy en día, es posible adquirir un PLC adaptado exactamente a cada aplicación.

Además, los PLC’s pueden conectarse con otros componentes de automatización, creado así áreas considerablemente amplias de aplicación.

Áreas de aplicación


Fundamentos


Tipos de señales


Tipos de señales


Analógicas o

Continuas

Discretas

Binarias

Digitales

Señales de mando


¿Cómo seleccionar el tipo de energía para generar las señales de mando?

Mecánico

Neumático

Hidráulico

Eléctrico

Electrónico

Control vs Potencia


¿QUÉ ES CONTROL?Manejo en forma predeterminada de las señales de salida, en función de las señales de entrada (referencia y retroalimentación).

¿QUÉ ES POTENCIA?Es la etapa donde se realiza el trabajo de acuerdo con las señales de salida de la etapa de control

Tipos de control


Lazo Abierto

Lazo Cerrado

Analógicoo

Digital

Manual

Semiautomático

Automático

Control en lazo abierto


Respuesta deseada Regulador Proceso Salida

Control en lazo abierto


Ajuste

Regulador Intrumento medidor

Valor teórico

Control en lazo cerrado


Respuesta deseada

Regulador Proceso Salida+-

Transductor

Control en lazo cerrado


Ajuste

Regulador Intrumento medidor

Valor teórico

Valor efectivo

Comparación.

Valor teórico/Valor efectivo

Diseño y modo de funcionamiento de un PLC


El Control Lógico Programable (PLC)


Norma IEC 61131 (International Electrotechnical Commission)


Parte 1 Información general.

Parte 2 Requisitos del equipo y pruebas.

Parte 3 Lenguajes de programación.

Parte 4 Guía del usuario.

Parte 5 Especificación del servicio de mensajería.

Parte 6 Comunicación por bus de campo. (En espera de la finalización de las normas de bus de campo.)

Parte 7 Programación con control difuso.

Parte 8 Directrices para la aplicación e implementación de lenguajes de programación.

¿Qué es un PLC?


El término Control Lógico Programable, se define según la norma IEC-61131 (antes IEC-1131), parte 1 como:

“Un sistema electrónico de funcionamiento digital, diseñado para ser utilizado en un entorno industrial, que utiliza una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones

orientadas al usuario, para la realización de funciones específicas tales como enlaces lógicos, secuenciación, temporización, recuento y cálculo, para controlar a través de entradas y salidas digitales o

analógicas, diversos tipos de máquinas o procesos”

Sistema completo de control con PLC


El sistema con PLC consta básicamente de:

Hardware (parte tangible, por ejemplo: los circuitos eléctricos y electrónicos)

Software (parte no tangible, por ejemplo: los programas)

Componentes de un sistema de control con PLC


Sensores: En general, nos referimos a todos los elementos de introducción de señal

Actuadores ó elementos de trabajo: Motores eléctricos, cilindros neumáticos, focos piloto, alarmas sonoras, etc.

http://catalog.festo.com/asp/picturetreeclass.asp?ID=2&L=034



Componentes de un sistema de control con PLC


Handheld: Programador exclusivo para digitar e introducir los programas a la memoria del P.L.C.

Computadora personal con el Software

de programación previamente cargado: Por ejemplo FST 4.10, Step 7, RS Logix, CoDeSys, etc.

Componentes de un sistema PLC


Programa PLC

Unidad Central

Módulo de entrada (Sensores)

Módulo de salida (Actuadores)

Diagrama de bloques de un PLC


MEMORIA

COMUNICACIÓN CON EL PROCESO

Entradas Salidas

CPU

COMUNICACIÓN CON EL USUARIO• Teclado • Display• PC• Monitor•

Programador• Etc.

Sistema Usuario

Tipos de control de acuerdo con su programación


Control

Programa cableado

Fijo Programable

Memoria programable

Programas intercambiables

Memoria de libre

programación (SRAM)

Memoria no borrable (PROM)

Memoria borrable (EPROM / EEPROM)

Algunos términos empleados


Bit: Dígito binario (0 ó 1)

Byte: Agrupamiento de 8 bits

Word: Agrupación de 16 bits(2 Bytes)

Datos: Representación de información por medio de cantidades en base binaria, octal ó hexadecimal.

Programa: Conjunto de instrucciones ó datos que procesan de manera lógica y matemática las señales para obtener un funcionamiento deseado.

Bit


Dígito binario, es decir, 0 ó 1, apagado o encendido, inactivo o activo, falso o

verdadero, etc.

Todos los PLC’s procesan señales binarias

012341500 11 010101

Organización por bit (bit 3 activado)

Byte


Agrupamiento de información en 8 bits.

Organización por byte

0123450 11 010 0 1

67

Word


Agrupamiento de información en 16 bits (2 bytes).

012341500 11 010101

Organización por palabra

Norma IEC 61131-3


Parte 3 Lenguajes de programación.

1. Diagrama de Escalera Ladder diagram (LD)

2. Diagrama de Bloques de Función Function block diagram (FBD)

3. Texto Estructurado Structured text (ST)

4. Lista de Instrucciones Instruction list (IL)

5. Diagrama de Funciones Secuenciales Sequential function chart (SFC),

Lenguajes de programación


Diagrama de escalera (LD)



Diagrama de bloques de función (FBD)



Texto estructurado (ST)



Lista de instrucciones (IL)



Diagrama de funciones secuenciales (SFC)



Diagrama de funciones contínuas (CFC)

Lenguajes de programación en FESTO


Los controles FEC de FESTO pueden ser programados en:

Diagrama de escalera LDR ó KOP

(Ladder Diagram ó Kontaktplan)

Programación combinatoria.

Similar a un diagrama eléctrico de contactos.

Lenguajes de programación en FESTO


Los controles FEC de FESTO pueden ser programados en:

Lista de instrucciones STL ó AWL (Statement List ó Anweisungsliste)

Programación secuencial.

Similar a la programación de alto nivel.

CondicionesIF

NO / OTHRW SI / THEN

Programación de un PLC


Método para el diseño de programas para un PLC


1°• Paso 1: Definición del

problema

2° • Paso 2: Consideraciones previas

3° • Paso 3: Lista de asignaciones4° • Paso 4: Programación IL o LD

5° •Paso 5: Carga del programa a la memoria del PLC

6° •Paso 6: Prueba del programa y puesta en marcha

Paso 1: Definición del problema


El vástago de un cilindro de doble efecto deberá avanzar para cortar una sección de lámina cada vez que se pulse un botón.

El vástago deberá retornar a su posición inicial aún cuando el botón se mantenga oprimido. Para iniciar un siguiente ciclo, es necesario liberar el botón para después volverlo a oprimir.

A

Paso 2: Consideraciones previas


Diagrama de situación

Esbozo de secuencia

Diagrama de contactos

Modo de funcionamiento y actuación

de los sensores y actuadores

Diagrama de conexionado

Tabla de verdad

Paso 3: Lista de asignaciones


DENOMINACIÓN

Operando Simbólico

TIPO DE DATOS

DIRECCIÓNOperando Absoluto

COMENTARIO

S1 Input I0.0 Botón (1= Alguien pulsa el botón)

H1 Output O0.0 Lámpara(1= Lámpara encendida)

Paso 3: Lista de asignaciones


Para el software FST hay que observar las siguientes reglas:

Longitud de hasta 9 caracteres.

No se permiten espacios entre caracteres.

No se permiten caracteres especiales (-, /, *, etc.)

El tipo de datos, todos son Booleanos.

Paso 4: Programación IL o LD


Paso 5: Carga del programa a la memoria del PLC


Paso 6: Prueba del programa y puesta en marcha


Ventajas del PLC


Elevada seguridad de funcionamiento.

Localización sencilla de averías.

Instalación simple.

Reducida necesidad de espacio.

Reducido consumo de energía.

Rápida modificación del programa.

Puesta a punto y seguridad en el manejo de un PLC


Características técnicas de nuestros PLC’s


Serie PLC FEC Compact

Serie PLC FEC Standard

FC-30 FC-34

FC-440 FC-640 FC-660

Lo más nuevo en PLC’s de Festo


Serie PLC FEC - CECX

Serie PLC CPX - FEC

Prácticas con el control FEC


CONSIDERACIONES PREVIAS.

A continuación comenzaremos con las practicas de programación del FEC, por lo que antes hay que considerar algunos puntos sencillos, pero importantes.

Cada vez que se proponga un nuevo ejercicio, es conveniente crear un Proyecto.

¿Cómo está compuesto un Proyecto?


Un Proyecto puede tener hasta 64

programas. (del P 0 al P 63)

Cada Programa puede tener hasta 9

versiones. (V1 a V9)

Creación del Programa 0


Cada vez que el interruptor “Stop-Run” se coloca en la posición “Run”, el sistema busca y ejecuta al programa 0.

Si por alguna razón, no se ha cargado el Programa 0 a la memoria del PLC, éste entrará al modo de error.

En este caso, se tendrá que eliminar el error vía software de programación (PC).

Por lo que, en los primeros ejercicios, se recomienda crear y cargar el Programa 0.

En la siguiente diapositiva, se muestran los 3 posibles estados del LED “Run”.

LED de “RUN”


Existen 3 posibles estados:

Verde Programa ejecutándose.

Naranja Programa en paro, almacenamiento de programa.

Rojo Error, sin programa 0.

Sistemas de control lógico


Funciones lógicas


La función identidad: “SI”

Entrada (X) Salida (A)0 01 1

Tabla de verdad

Ecuación característicaXA

Funciones lógicas


La función identidad: “SI”

Ejercicio N°1: Circuito de una lámpara


El accionamiento de un pulsador (S1) hace que se encienda la lámpara (H1). La lámpara debe permanecer iluminada mientras el pulsador se halle accionado.

Ejercicio N°1: Circuito de una lámpara


Estructura del programa en lista de instrucciones:

STEP (Paso)

IF (Parte condicional) THEN (Parte ejecutiva) OTHRW (Ejecución opcional)

STEP (Paso)

IF (Parte condicional) THEN (Parte ejecutiva) OTHRW (Ejecución opcional)


Reglas de ejecución de un paso

SI

SI SI

NO

Primera frase o anterior en el Paso X

Parte condiciona

l¿Cierta?

Acción

¿Es esta la última frase en el paso X?

Ir al paso siguiente Siguiente frasedel Paso X Vuelve al inicio del Paso X

SI

NO

NO

¿Es esta la última frase en el paso X?

¿OTHRWen esta frase? Ejecuta la

instrucción OTHRW

NO

Funciones lógicas


La función negación: “NO”

Entrada (X) Salida (A)0 11 0

Tabla de verdad

Ecuación característicaXA

Funciones lógicas


La función identidad: “NO”

Ejercicio N°2: Alarma antirrobo.


Una ventana de una casa está protegida por un fino hilo dispuesto en el cristal de una ventana.

Al romperse el cristal (hilo) una alarma se deberá activar.

Funciones lógicas


La función conjunción: “Y” / “AND”

Tabla de verdad

Entrada (X) Entrada (Y) Salida (A)

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Ecuación característicaYXA

Funciones lógicas



0 0 0

Funciones lógicas



0 1 0

Funciones lógicas



1 0 0

Funciones lógicas



1 1 1

Ejercicio N°3: Prensa neumática


El accionamiento de un pulsador (S1), siempre y cuando el sensor B1 detecte que la reja está abajo, hace que se active la solenoide (Y1) y en consecuencia la prensa avanza.

El retorno de la prensa se efectúa cuando se libera el botón o cuando se sube la reja.

Funciones lógicas


La función disyunción: “O” / “OR”

Tabla de verdad


0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

Ecuación característicaYXA

Funciones lógicas



0 0 0

Funciones lógicas



0 1 1

Funciones lógicas



1 0 1

Funciones lógicas



1 1 1

Ejercicio N°4: Activación de un zumbador


Un zumbador se deberá activar mientras se mantenga pulsado cualquiera de los 2 botones S1 o S2.

Ejercicio N°5: Control de una puerta deslizante


Diseñar un programa para controlar una puerta que separa a 2 salones.

El accionamiento es por medio de 2 botones con enclavamiento mecánico (1 en cada salón).

El actuador es de doble efecto y la electroválvula es de memoria (biestable).

Es posible abrir o cerrar la puerta desde cualquier salón.


Tabla de verdadEntrada (S1) Entrada (S2) Salida (Y1) Salida (Y2)

0 0 0 1

0 1 1 0

1 0 1 0

1 1 0 1

)21()21()21()21(

2

1

SSSSYSSSSY


Ecuación característica


Ejercicio N°6: Dispositivo cortador de láminas

Un dispositivo cortador debe hacerse funcionar desde tres lugares. Se inserta una pieza a través de una guía, con lo que se activan dos de los tres sensores de proximidad B1, B2 y B3. Esto hace avanzar al cilindro 1A1 por medio de una electroválvula BIESTABLE. El ciclo de cortado sólo debe dispararse si existen dos de las señales. Por razones de seguridad, debe evitarse que el cilindro avance si están activados los tres sensores.



B1 B2 B3 Y1 Y2

0 0 0 0 1

0 0 1 0 1

0 1 0 0 1

0 1 1 1 0

1 0 0 0 1

1 0 1 1 0

1 1 0 1 0

1 1 1 0 1

)()()( 3213213211 BBBBBBBBBY


12 YY

Ejercicio N°7: Control de un silo para dos materiales a granel


Una planta de mezclado permite una selección entre dos materiales a granel, según un interruptor selector (S2).

En posición 1 (S2=0), es el material A el que llega al contenedor, si se presiona el pulsador S1.

De forma similar, el material B es conducido si el interruptor selector S2 se halla en posición 2 (S2=1) y se acciona el pulsador S1.

Utilizar electroválvulas monoestables.

1.0

2.0



E N T R A D A S Operando Absoluto Operando Simbólico Comentario

I0.0 S1 1= Manda abrir compuerta

I0.1 S2 0= Material A1= Material B

S A L I D A SOperando Absoluto Operando Simbólico Comentario

O0.0 Y1 1= Abre compuerta AO0.1 Y2 1= Abre compuerta B



Tabla de verdadEntrada (S1) Entrada (S2) Salida (Y1) Salida (Y2)

0 0 0 0

0 1 0 0

1 0 1 0

1 1 0 1

2121

2

1

SSYSSY


Ejercicio N°8: Alarma de incendio


El zumbador H1 debe activarse al presionar el pulsador S1.

STEP 1IF S1 THEN SET H1JMP TO 1

B1 H1S

B1 H1

H1

Ejercicio N°9: Supervisión de la rotura de una broca


La broca de una unidad de taladro está supervisada por medio de un sensor de rotura de broca (B1).

Si la broca se rompe, el sensor interrumpe el circuito. Un zumbador (H1) debe sonar en este caso.

El zumbador sólo puede desactivarse por medio del pulsador S1.



Diagrama de estado

0

1

H1

t

0

1

B1

t

0

1

S1

t

Es un diagrama utilizado para identificar cada una de las rutas o caminos que puede tomar un flujo de información luego de ejecutarse cada proceso.

Permite identificar bajo qué argumentos se ejecuta cada uno de los procesos y en qué momento podrían tener una variación.

El diagrama de estados permite visualizar de una forma secuencial la ejecución de cada uno de los procesos.



B1 H1

H1

S1 B1 H1

H1

S1

Versión SET y RESET

Versión Paro Prioritario (S1) Versión Arranque Prioritario (B1)

B1 H1S

RB1 S1 H

1



Una planta de mezclado permite una selección entre dos materiales a granel, según un interruptor selector (S2).

En posición 1 (S2=0), es el material A el que llega al contenedor, si se presiona el pulsador S1.

De forma similar, el material B es conducido si el interruptor selector S2 se halla en posición 2 (S2=1) y se acciona el pulsador S1.

Utilizar electroválvulas monoestables.

Bits internos (Banderas)


Marca Recordador Relevador interno

Una bandera es un bit interno de control, el cual también se conoce como:



Las banderas se utilizan como:

Detectores de flanco. Recordadores de paso. A nivel palabra, como memorias de estados operativos del proceso. Aplicaciones en donde se requiere memorizar ciertos eventos (por

ejemplo, en un teclado – display).



La forma de utilizar las banderas en un programa de control puede resumirse como a continuación se indica:

1. La bandera no está activada2. Se activa la bandera3. Se utiliza la señal de la bandera4. Se desactiva la bandera

Organización de las banderas


Palabra

0

1

9999

0110101100001000

1101001011000010

1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0

Están organizadas en 10,000 palabras de 16 bits

Direccionamiento a nivel palabra: FW0Direccionamiento a nivel bit: F1.12

A

Ejercicio 11: Cortadora de lámina


El vástago de un cilindro deberá avanzar para cortar una sección de lámina cada vez que se pulse un botón.

El vástago deberá retornar a su posición inicial aún cuando el botón se mantenga oprimido.

Para iniciar un siguiente ciclo, es necesario liberar el botón para después volverlo a oprimir.

El cilindro es de doble efecto y la válvula es monoestable.



Diagrama Espacio - Fase

1 2 3 4=11

0

B2

B1

S1 & B1

S1 & B1

B2

S1 Y1

B2

B1S

F0.0

RY1

SF0.0

S1 F0.0

B1R

F0.0



STEP 1IF S1 AND B1THEN SET Y1

STEP 2IF B2 THEN RESET Y1

STEP 3IF N S1 AND B1THEN JMP TO 1

2° Se activa la bandera

1° La bandera no esta activa

4° Se desactiva la bandera3° Se utiliza la señal de la bandera

Ejercicio 12: Activación de un cilindro


Un cilindro es accionado por medio de una electroválvula monoestable (Y1).

Dos sensores de proximidad indican las posiciones “extendida” (B2) o “retraída” (B1).

El pulsador (S1) se utiliza para accionar el cilindro de tal forma que avance desde la posición retraída a la extendida y viceversa.

El cilindro debe avanzar una sola vez por accionamiento de pulsador.

Para disparar un segundo movimiento del cilindro, el pulsador debe soltarse y accionarse de nuevo.



Diagrama de Estados

0

1

S1

t

0

1

Y1

t

Programación de temporizadores


Temporizadores (Timers)


El control FEC permite programar 256 temporizadores (del 0 al 255).

Cada temporizador puede programarse desde 0.01 hasta 655.35 segundos.

Es posible programarlos como:

Temporizador de impulso (T) Con retardo a la conexión (TON)* Con retardo a la desconexión (TOFF)*

*Directamente, sólo en diagrama de escalera.

Estructura de un temporizador


Los temporizadores están estructurados de la siguiente manera:

Como bit de estado (0= Inactivo 1= Activo)

T0T1T2T3T4T25500 11 010101

Preselector del temporizador TP


TP

0

1

255

0110101100001000

1101001011001010

1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0

Palabra de 16 bits en donde se almacena el valor preseleccionado para cada temporizador (de 0 a 655.35Seg.)

Palabra del temporizador TW


TW

0

1

255

0110101100001000

1101001011001010

1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0

Palabra de 16 bits en donde se almacena el valor actual de tiempo del temporizador correspondiente (TW)

Herramientas de software: Sintaxis


Operandos multibit: (sólo almacenan cantidades)

TP 25

R RegistroTP Preselector del temporizadorCP Preselector del contador

Número de palabra

(Preselector del temporizador 25)

Temporizador de impulso (T)


1

0t

1

0

Retardo programado t

Parte ejecutiva“Bobina”

Parte condicional

“Contactos”

Programación de temporizadores en Diagrama de Escalera (LDR)


Como parte ejecutiva (Inicialización):

T0Timer

3s

t0

Programación de temporizadores en Diagrama de Escalera (LDR)


Como parte condicional (Contactos):

t0

t0

Programación de temporizadores en Lista de Instrucciones (AWL)



STEP 1IF NOPTHEN LOAD V2570 * TO TP0

STEP XIF CondicionesTHEN SET T0 **

* Valor de tiempo en centésimas de segundo (25.7 s)** El encendido del temporizador se puede realizar en cualquier paso.

STEP 1IF CondicionesTHEN SET T0 WITH 25.7s




STEP 1IF T0 ””Condición verdadera si T0 = 1THEN SET Y1

STEP 2IF N T0 ””Condición verdadera si T0 = 0THEN RESET Y1



Como función multibit (Comparación)

STEP 1IF TW0 > V0 ””Condición verdadera si TW0 es mayor que V0 THEN SET Y1

STEP 2IF TW0 =V0 ””Condición verdadera si TW0 es igual a V0THEN RESET Y1

Ejercicio 13: Encolado de componentes


Dos componentes deben ser encolados con la ayuda de un cilindro neumático 1.0.

Para ello, las superficies a encolar se presionan entre si con una determinada fuerza por un periodo de 5 segundos.

El tiempo empieza a contar desde que el cilindro abandona su posición final retraída (sensor B1).

Una vez transcurridos los 5 segundos, el cilindro regresa a su posición inicial.

El proceso de encolado inicia por medio del pulsador S1.




1 2 3 4=11

0

B2

B1S1

TO

& B1

Temporizador con retardo a la conexión (TON)


1

0t

1

0



Parte condicional

“Contactos”

Programación de temporizadores TON en Diagrama de Escalera



TON 1

Timer

3s

TON 1

Programación de temporizadores TON en Diagrama de Escalera



TON 1

TON 1

Ejercicio 14: Dispositivo de marcado


Una pieza debe marcarse accionando un pulsador (S1).

Para asegurar que el ciclo de marcado no se pone en marcha inadvertidamente, deberá mantenerse presionado el pulsador durante más de tres segundos.

La posición de cilindro 1.0 se establece por medio de los interruptores de proximidad B1 (Retraído) y B2 (Extendido).




1 2 3=11

0

B2

B1

S1 t =3seg& B1

Temporizador con retardo a la desconexión (TOFF)


1

0t

1

0



Parte condicional

“Contactos”

Programación de temporizadores TOFF en Diagrama de Escalera



TOFF 1

Timer

3s

TOFF 1

Programación de temporizadores TOFF en Diagrama de Escalera



TOFF 1

TOFF 1

Ejercicio 15: Dispositivo de fijación


Una pieza debe sujetarse activando el pulsador de marcha S1.

Cuando la pieza es sujetada por el cilindro 1.0, el cilindro 2.0 avanza y marca la pieza.

Dado que la pieza necesita un tiempo para enfriarse, permanece sujeta durante 3 segundos.

Este tiempo empieza a contar con el avance del cilindro 1.0

1.0

2.0




1.0

2.0

0

0

1

1

B2

B1B4

B3

1 2 3 4=1

S1

t = 3s

Programación de contadores


Contadores (Counters)


El control FEC permite programar 256 contadores (desde C0 hasta C255).

Cada contador puede programarse para contar desde 1 hasta 65535 eventos.

A su vez, es posible programar contadores:

Incrementales (INC) Decrementales (DEC)

0 2 1

Estructura de un contador


Los contadores están estructurados de manera similar a los temporizadores:

Como bit de estado (0= Inactivo 1= Activo)

C0C1C2C3C4C25500 11 010101

Preselector del contador CP


CP

0

1

255

0110101100001000

1101001011001010

1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0

Palabra de 16 bits en donde se almacena el valor preseleccionado para cada contador (de 0 a 65535)

Palabra del contador CW


CW

0

1

255

0110101100001000

1101001011001010

1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0

Palabra de 16 bits en donde se almacena el valor actual de eventos del contador correspondiente (CW)

Contadores (Counters)


Counter

V3

C0

7 2 8

C0

C0

I

D

C0

C0

3

Bobina

Contactos

C0

CW0

Programación de contadores en Diagrama de Escalera (LDR)



Contador de Ciclo

Counter

V10

C0

728

Restablecimiento de un contador


Es posible desactivar el bit de estado de un contador, por ejemplo, en caso de un reinicio de sistema, o antes de comenzar la secuencia

FIRC0

Instrucciones de INCremento y DECremento



Condiciones

Condiciones

IC0

DC0

Programación de contadores en Diagrama de Escalera (LDR)



C0

C0

Programación de contadores en Lista de Instrucciones


STEP 1IF NOPTHEN LOAD V5 TO CP0 SET C0 **

** El encendido del contador se puede realizar en cualquier paso




Para incremento o decremento del contador:

STEP 1IF CondicionesTHEN INC C0 **

** O bien el Decremento del contador según sea el caso

STEP 1IF CondicionesTHEN DEC CW0 **




STEP 1IF C0 ””Condición verdadera si C0 = 1THEN SET Y1

STEP 2IF N C0 ””Condición verdadera si C0 = 0THEN RESET Y1

Ejercicio 16: Alimentador de piezas por gravedad


Al pulsar el botón de marchael sistema comenzará a funcionar de manera continua.

Al alcanzar la cantidad depiezas programadas, el sistema se detendrá automáticamente,usar electroválvula monoestable.




1 2 3=11

0

B2

B1

S1& B1

C0

Sistemas de control secuencial


Sistemas secuenciales


Un sistema secuencial es aquel que se ejecuta en un orden cronológico y lógico.

El elemento funcional más simple de un sistema secuencial es la memoria.

Se propone un método secuencial PASO A PASO para tal fin.

Método paso a paso en Diagrama de Escalera (KOP)


De acuerdo con la propuesta del problema, dibujar un croquis de situación.

Proponer el diagrama de potencia correspondiente (diagrama neumático y sensores

de final de carrera).

Realizar el diagrama de movimientos o de espacio-fase.

Desarrollar el diagrama de funciones correspondiente.

Identificar en el diagrama anterior la sección de control y la sección de operación.

Para la programación en diagrama de escalera, se procederá de la siguiente forma:

Programación de la sección de Control


Definir en la lista de asignaciones, tantas banderas como pasos existan en la secuencia. Por ejemplo:

F0.1 = Paso 1F0.2 = Paso 2F0.3 = Paso 3

En la sección de control, activar las “bobinas” de dichas banderas tomando en cuenta la información proporcionada por el diagrama de funciones.

Activación del primer paso


El paso 1 se activará cuando:

No esté activado el paso 1. Se cumplan las condiciones de este paso. Y no se halla activado el último paso. El encendido de dicha bandera (paso1) se hará de manera retentiva o

memorizada.

Paso 1

Paso 1

Paso 1

Último paso

Arranque

Sensor 1

Activación de los siguientes pasos


Los siguientes pasos se activarán si:

Se cumplen las correspondientes condiciones y siempre y cuando el paso anterior ya esté activo.

El encendido de dicha bandera (paso) se hará de manera retentiva o memorizada.

Sensor 2

Paso 2

Paso 2

Paso 1Sensor 4

Activación del último paso


El último paso se activará cuando:

Se cumplan las condiciones de este paso. El paso anterior ya se encuentre activado. Este último paso se activará de manera NO retentiva.

Sensor 1

Último paso

Paso anterior

Sensor 3

Programación de la sección de operación


La sección de operación es donde se activarán las salidas físicas, así como los temporizadores, incrementos o decrementos de contadores, y en general todas las acciones.

Esta información también la proporciona el diagrama de funciones.

Se utilizará un contacto N.A. del paso en el que la salida en cuestión tiene que ser activada.

Se programará en serie con el contacto anterior, un contacto N.C. del paso en el que la salida en cuestión tiene que desactivarse.

Programación de la sección de Operación


Paso 1 Salida 1

Paso 3

Paso 2 Salida 2

Paso 4

Paso 5 Salida 3

Diagrama de funciones


Un diagrama de funciones permite hacer un modelo gráfico del proceso a automatizar.

Contempla entradas, salidas, acciones a realizar, y a los procesos intermedios que provocan estas acciones.

Actualmente se ha universalizado como una herramienta de modelado que permite el paso directo a programación.

1Elevar

3Bajar

4Retirar

INICIO AND Existe pieza

Avanza 1 A 1 A +

S

SA1 AND SB0

2Desplazar

SB1 AND SA1

SA0 AND SB1

Regresa 1 A 1 A -

R

Avanza 1 B 1 B +

S

Regresa 1 B 1 B -

R

SA0 AND SB0

Diagrama de funciones


Con bifurcación Con ejecución en paralelo

Programación en Lista de instrucciones (AWL)


Tomando en cuenta el diagrama de funciones correspondiente, se procederá con el desarrollo del programa de manera textual.

Recuerde que en lista de instrucciones solo es posible programar temporizadores de impulso.

Al finalizar el ciclo es necesario indicar la instrucción JMP TO etiqueta

Ejercicio 17: Dispositivo elevador para paquetes


Un transportador de rodillos es supervisado por un sensor de proximidad B1, para comprobar si hay un paquete presente. Si es este el caso, el paquete es empujado por un cilindro 1.0 (cilindro de elevación) y a continuación es transferido a otro transportador por medio del cilindro 2.0 (cilindro de transferencia).

El cilindro 1.0 debe retroceder primero, seguido del cilindro 2.0. Los cilindros avanzan y retroceden por medio de electroválvulas (bobinas Y1 y Y2). Las posiciones del cilindro se supervisan por medio de los interruptores de proximidad B2 ó B5.

En el lado de la alimentación, los paquetes han sido previamente dispuestos de forma tal que llegan al dispositivo de alimentación individualmente.

Croquis de situación: Dispositivo elevador para paquetes


B2B3 1A1 Elevador

B4B5 2A1 Expulsa paquete

B1 = 0 No hay paqueteB1 = 1 Hay paquete

Diagrama de potencia: Dispositivo elevador para paquetes


Diagrama Espacio – Fase: Dispositivo elevador para paquetes


1.0

2.0

0

0

1

1

B3

B2B5

B4

1 2 3 4 5 = 1

Diagrama de funciones: Dispositivo elevador para paquetes


MARCHA &1

Elevar

3Bajar

4Retirar

5Retorno a Cond.

Iniciales

Existe paquete (B1 =1)Elevador en la base (B2=1)

Avance de cilindro elevador (Y1=1)

S B3

B3, B4

2Desplazar

B5, B3

B2, B5

B2, B4

Regreso del cilindro elevador (Y2=1)

S B2

Avance de cilindro empujador (Y3=1)

S B5Avance de cilindro elevador

(Y1=0)R

Regreso de cilindro empujador (Y3=0)

R B4Regreso del cilindro elevador

(Y2=0)R

Programación en KOP: Dispositivo elevador para paquetes


Programación en AWL: Dispositivo elevador para paquetes


Ejercicio 18: Dispositivo elevador y clasificador para paquetes


Unos paquetes son transportados hacia un dispositivo de medida en un transportador de rodillos para establecer su tamaño. Hay dos tamaños de paquetes diferentes: Paquetes largos y cortos. El dispositivo de medición lineal suministra señal 0 para los paquetes cortos y señal 1 para los paquetes largos.

A continuación, el paquete llega a una plataforma elevadora. La secuencia empieza con el pulsador de MARCHA S1. Los paquetes son elevados por un dispositivo elevador 1.0. A continuación son clasificados: los paquetes cortos se transfieren a un segundo transportador por medio del cilindro 2.0 y los largos a un tercer transportador por medio del cilindro 3.0. El cilindro de elevación 1.0 debe retroceder de nuevo una vez que los cilindros 2.0 y 3.0 hayan alcanzado su posición final retraída.

Las posiciones del cilindro se detectan por medio de interruptores de proximidad B1 al B6. El cilindro 1.0 avanza y retrocede por medio de una electroválvula de dos bobinas Y1 y Y2. Los cilindros 2.0 y 3.0 avanzan y retroceden por medio de las electroválvulas de una sola bobina (bobinas Y3 y Y4).

Croquis de situación: Dispositivo elevador y clasificador para paquetes


B1B2 1.0 Elevador

B3B4 2.0 Expulsa pieza pequeña

B5B6 3.0 Expulsa pieza grande

B_pieza = 0 Pieza pequeña B_pieza = 1 Pieza grande 1.0

2.0 3.0


Diagrama de potencia: Dispositivo elevador y clasificador para paquetes

Diagrama Espacio–Fase: Dispositivo elevador y clasificador para paquetes


1 2 3 7=1

4 5 6

B2

B1B4

B3B6

B5

1.0

2.0

3.0

Diagrama de funciones: Dispositivo elevador y clasificador para paquetes


1 S Y1=1 Elevar pieza

S1^B1^B3^B5

2

3

6

7

4

5 R Y4=0

B_pza ^B2 ^B3 ^B5

B_pza ^B2 ^B3 ^B5

B2 ^B4 ^B5

S Y3=1 Expulsa pequeñaR Y1=0

R Y3=0B2 ^B3 ^B6

S Y4=1 Expulsa grandeR Y1=0

S Y2=1 Regresa Elevador

R Y2=0B1 ^B3 ^B5

B2 ^B3 ^B5

Programación en KOP: Dispositivo elevador y clasificador para paquetes


Programación en AWL: Dispositivo elevador y clasificador para paquetes


Ejercicio 19: Dispositivo de estampado con contador


En una máquina se estampan 10 piezas cada vez. El ciclo de programa se inicia por medio de un pulsador S1. El interruptor de proximidad B7 indica “Pieza en almacén”. Cada pieza se alimenta hacia la máquina por medio de un cilindro 1.0 y se sujeta. A continuación se estampa a través del cilindro 2.0 y después se expulsa por medio del cilindro 3.0.

El cilindro de sujeción 1.0 funciona por medio de una electroválvula de doble bobina Y1 (sujeción) y Y2 (liberación). Los cilindros 2.0 y 3.0 son controlados por electroválvulas con retorno por muelle con las bobinas Y3 y Y4. Las posiciones de los cilindros son detectadas por los interruptores de proximidad B1 a B6.

Croquis de situación: Dispositivo de estampado con contador


B1B2 1A1 Alimentación y sujeción

B3B4 2A1 Estampado

B5B6 3A1 Expulsión

B7 = 0 NO pieza en almacén B7 = 1 SI pieza en almacén

Diagrama de potencia: Dispositivo de estampado con contador


Diagrama Espacio–Fase: Dispositivo de estampado con contador


B2

B1B4

B3B6

B5

1.0

2.0

3.0

1 2 3 8=1

4 5 6 7T0

S1& B7

Diagrama de funciones: Dispositivo de estampado con contador


1 S Y1=1B1^B3^B5^B7

2

3

6

7

4

5 S

B2 ^B3 ^B5

B2 ^B3 ^B5 ^T0

B2 ^B4 ^B5

S Y3=1 R Y1=0

D T=2 seg.

B2 ^B3 ^B5

R Y3=0

S

RB1 ^B3 ^B6

B1 ^B3 ^B5

0 R C0

S1

Y2=1

Y4=1R Y2=0

Y4=0

8 9B1 ^B3 ^B5 ^ CO

B1 ^B3 ^B5 ^ CO

01

P Inc. CW0

Programación en KOP: Dispositivo de estampado con contador


Programación en AWL: Dispositivo de estampado con contador



GRACIAS

Por haber participado en el seminario E-311

Nos veremos en el siguiente.

Festo Didactic México Ing. Luis Daniel García Salas 2010

Festo Didactic México

www.festo-didactic.com/int-es/

Ing. Luis Daniel García SalasInstructor / PM Electrical Engineering

Festo AutomatizaciónAv. Ceylán No.3Col. Tequesquináhuac54020 TlalnepantlaEstado de MéxicoTel. 5321 6610Fax. 5321 6644Cel. 55 4133 4345E-mail: [email protected]

http://www.festo.com/didactic

Características técnicas de la serie PLC FEC Compact


Son los PLC’s más pequeños que maneja Festo

La mayoría de los modelos ya están fuera de línea

Preparados para ser fijados mediante un riel DIN

Permiten expansiones

Algunos modelos cuentan con puerto Ethernet



FC30 FC30 FC30 FC30 FC30

60 Entradas a 24V DC.10 Salidas Relevador.30 Salidas 24V DC

Máxima expansión de la serie compacta



FC20 FC30 FC30 FC30 FC20

60 Entradas a 24V DC.22 Salidas Relevador.18 Salidas 24V DC

Máxima expansión de la serie compacta



FEC-FC14 8 Entradas digitales4 Salidas digitales (Relevador)+ Ethernet

FEC-FC20 12 Entradas digitales8 Salidas digitales (Relevador)

FEC-FC21 12 Entradas digitales8 Salidas digitales (Relevador)Conexión a 110V CAFuente integrada de 24V CD



FEC-FC30 12 Entradas digitales8 Salidas digitales

(2x Relevador + 6 x Transistor )


(2x Relevador + 6 x Transistor )+ Ethernet

Características técnicas del PLC FC-30


Alimentación Entradas 24 V DC / 100 mA

Entradas Grupo I

Entradas Grupo II

Interruptor RUN/STOP

Potenciómetro(Trimmer)

Alimentación Salidas AC / DC Salidas Grupo

I

Interfaz de expansión

Interfaz decomunicación

LED Run/StopLED Power

Características técnicas del PLC FC-34


Alimentación Entradas 24 V DC / 100 mA

Entradas Grupo I

Entradas Grupo II

Interruptor RUN/STOP

Potenciómetro(Trimmer)

Alimentación Salidas AC / DC Salidas Grupo

I

Interfaz de expansión

Interfaz decomunicación

LED Run/Stop

LED Power

Puerto Ethernet

Características técnicas PLC FEC EduTrainer


Características técnicas de la serie PLC FEC Standard


Control con IPC@CHIP de FESTO

Preparados para ser fijados mediante un riel DIN



Permiten expansiones

Algunos modelos cuentan con puerto Ethernet

Conexión de E/S vía conectores con LED integrado y conexión para sensores de forma directa: (Conector: Sensor – Actuador)



Interruptor Rotativo• Posición STOP en posición 0.• RUN en cualquier otra posición.• 15 posiciones para se usados en su

aplicación como selector de operación, ajuste de Timers etc.

Módulo Analógico

Entradas/Salidas analógicas con 1mseg de conversión, 12 bits de resolución, señales de 0-20 mA o 4-20 mA




FEC-FC440 16 Entradas digitales8 Salidas digitales + Ethernet



FEC-FC520 16 Entradas digitales8 Salidas digitales 3 Entradas analógicas1 Salida analógica

FEC-FC560 16 Entradas digitales8 Salidas digitales 3 Entradas analógicas1 Salida analógica+ Ethernet




FEC-FC620 32 Entradas digitales16 Salidas digitales3 Entradas analógicas1 Salida analógica



FEC-FC640 32 Entradas digitales16 Salidas digitales + Ethernet

FEC-FC660 32 Entradas digitales16 Salidas digitales 3 Entradas analógicas1 Salida analógica+ Ethernet

Características técnicas de los conectores


Tan solo se requiere empujar el cable para insertarlo

Opciones:• 1 Línea con o sin LED’s.• 3 Líneas con LED’s, conexión y alimentación para sensores.

Ahorra hasta un 40% de costos de instalación (menos cableado).Ahorra hasta un 50% de espacio.

PLC FEC Standard / Didáctico


Características técnicas del PLC FEC 440


Tensión de funcionamiento: 24V CDCorriente nominal: 200 mATipo de protección: IP 20Conmutador RUN/STOP: SiConector Ethernet: RJ-45 // TCP/IP, EasyIP, httpConector EXT /COM: TTL / SerieProgramación: AWL / KOP // DE / ENEntradas digitales: 16Salidas digitales: 8



Tensión de funcionamiento: 24V CDCorriente nominal: 200 mATipo de protección: IP 20Conmutador RUN/STOP: SiConector Ethernet: RJ-45 // TCP/IP, EasyIP, httpConector EXT /COM: TTL / SerieProgramación: AWL / KOP // DE / ENEntradas digitales: 32Salidas digitales: 16



Tensión de funcionamiento: 24V CDCorriente nominal: 200 mATipo de protección: IP 20Conmutador RUN/STOP: SiConector Ethernet: RJ-45 // TCP/IP, EasyIP, httpConector EXT /COM: TTL / SerieProgramación: AWL / KOP // DE / ENEntradas digitales: 32Salidas digitales: 16Entradas analógicas: 3 / 12 bit / 0-20mASalidas analógicas: 1 / 12 bit / 0-20mA

e-311

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