programación de plcs bajo iec-61131 y las directrices gemma

Programación de PLCs bajo IEC-61131 y las

directrices GEMMA

Fco Javier Molina Cantero

Dto. Tecnología Electrónica

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Estación de Impulsión Una instalación de impulsión de agua consta de un depósito principal cuya

alimentación se gestiona con una válvula motorizada V1, dos bombas, y un circuito de bypass controlado mediante una segunda válvula motorizada. La función de bypass es la de abrir una vía directa hacia el siguiente tramo de impulsión si el sistema falla o se detiene

Abierta

NA

Cerrar Abrir

Cerrada

NA

V1

NB

B2

NA

BYPASS

B1

Rebosadero

V2

Desagüe

Purga

Abierta

NA

Cerrar Abrir

Cerrada

NA


Cuestiones¿Qué estados del proceso se pueden

definir como A1 –Parada en el estado inicial, y F1 – Producción normal?

A1 corresponde al siguiente estado de los elementos del proceso:

V1 cerrada sin averías V2 Abierta sin averías Bombas sin servicio

F1 corresponde a: V1 abierta sin averías V2 cerrada sin averías Bombas en servicio


Cuestiones¿Qué acciones pueden considerarse como

F2 – Marcha de arranque y F3 – Marcha de cierre?

F2 – Las acciones de arranque serían, por el orden que se indican:

Abrir V1 Cerrar V2 Las acciones deberán ejecutarse sin errores

F3 – Marchas de cierre (por orden) Abrir V2 Cerrar V1 Acciones secuenciadas y sin errores

F3 es más adecuado para un final del ciclo de trabajo “automático”, causado por las condiciones del propio proceso. En este caso no tiene mucho sentido.


CuestionesAlternativa

A2 – Parada solicitada Esperar al final del bombeo y detener. Abrir V2 Cerrar V1 Las acciones deberán ejecutarse secuencialmente y sin

errores


CuestionesAnalice las posibles situaciones de

emergencia que tengan su causa en los elementos de control del proceso. Suponga que las bombas son capaces de evacuar individualmente cualquier caudal entrante.

Las emergencias vendrán de pulsar la Parada de Emergencia

Atascos en las válvulas o fallos térmicos de sus motores

Error simultáneo de los térmicos de ambos motores


CuestionesDiseñe la consola de mando teniendo en

cuenta la necesidad de un modo Manual y una parada de ciclo.

Dibuje todos los estados GEMMA y las condiciones de evolución entre ellos.


A1 Parada en el estado inicial

F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada

D - Proceso en defecto

V1 Cerrada

V2 Abierta


F2 Marcha depreparación




AUTO • MARCHA

Abrir V1

Cerrar V2






F1Producción normal

AUTO • MARCHA

C.I.PCondiciones iniciales de producción

V1 Abierta . V2 Cerrada




A2 Paradasolicitada alfinal del ciclo




AUTO • MARCHA

C.I.P

Parada

Fin ciclo • C.I.

A6 Establecimiento delestado inicial

F4Marcha deverificaciónsin orden

MAN • RE

MAN • RE

AUTO • RE

C.I

Pasa a modo MANUAL

Conmutando AUTO-MAN

y validando con RE

Pasa a AUTO

Conmutando MAN-AUTO

y validando con RE

Reinicialización

C.I – Condiciones Iniciales







A5 Preparación para la puestaen marcha tras un defecto

D1 Parada de emergencia




C.A = /PE + /TE1•/TE2 + V1Err + V2Err

C.I.P

Parada

Fin ciclo • C.I.

MAN • RE

MAN • RE

AUTO • RE

AUTO • MARCHA

/CA

/CA • RE

C.I

Avería

PARADA POR AVERÍA

Falla alguna de las válvulas

Fallan ambos térmicos

Separa la reparación de las maniobras A6

Se solicita el rearme








D3 Producción a pesar dedefectos


D2 Diagnóstico y/otratamiento de fallos




C.E = /PE + /TE1•/TE2 + V1Err + V2Err

C.I.P

Parada

Fin ciclo • C.I.

MAN • RE

MAN • RE

AUTO • RE

AUTO • MARCHA

MAN • RE/CE

/CE • RE • AUTO

AUTO • /CE

C.I

Se ha escogido como un modo manual dentro

de la avería para facilitar la reparación

¿Al saltar uno de los dos térmicos?

¡NO ES ACERTADO. Si se sigue

GEMMA de forma estricta, este

estado representa errores que al

final conducen a parada














C.I.P

Parada

Fin ciclo • C.I.

MAN • RE

MAN • RE

AUTO • RE

AUTO • MARCHA

MAN • RE/CE

/CE • RE • AUTO

AUTO •/CE

C.I


Consola de Mando

AUT AJUSTE

EMERGENCIA REARME

Emergencia

Servicio

Ajuste

Marcha Parada

Parada obtenida

ON OFF

BOMBA 2

Marcha

Térmico

ON OFF

BOMBA 1

Marcha

Térmico

Abrir Cerrar

Válvula 1

Abierta

Cerrada

Abrir Cerrar

Válvula 2

Abierta

Cerrada

Parada solicitada


Cuestiones Diseñe la estructura del programa principal en base al

modelo PLCOpen simplificado. Defina qué señales se requieren para coordinar todo el programa.

Paso1: Definir las unidades de programa (POUs) y sus funciones

Paso 2: Definir las interfases (actuadores y secuencia ppal) Paso 3: Diseñar un CFC aproximado Paso 4: Diseñar bloques de acción (si procede) Paso 5: Programar bloques actuadores Paso 6: Programar SFC de la secuencia principal Paso 7: Programar bloques de acción (si procede)


Modelo PLCOpen

(A)

(C)

(B)













C.I.P

Parada

Fin ciclo • C.I.

MAN • RE

MAN • RE

AUTO • RE

AUTO • MARCHA

MAN • RE/CE

/CE • RE • AUTO

AUTO •/CE

C.I

SENSORES

S60

A60

CICLOP0 {A60}INI

/INIT_SQ

INIT_SQ ; Inicialización

ON

P1 { }

ON

N Abrir_V2

S Bombeo_OFF

A61

V2_Abierta

V1_Abierta

N Cerrar_V1

/CICLO • Fin Ciclo

F10

F20 N Abrir_V1

V1_Cerrada

F21 N Cerrar_V2

V1_Abierta

N FinCicloN Bombeo_OFF

F11

CICLO • NA ; Nivel > max

/NB ;Nivel < min

N Bombeo_ON

R Bombeo_OFF

N C.IA1

P0 C.I.PModos GEMMA

implementados

con SFCs

No existe en este caso

Reglas básicas: Un bloque por actuador

si requiere inteligencia Incluye modo manual


Paso 1: Definir las unidades de programa y sus funciones

(A) (B)

V1

V2

Válvulas 1 y 2

B1 y B2, o conjunto?


Paso 1: Definir las unidades de programa y sus funciones

POUs para el control de actuadores Control de la Válvula Motorizada:

Funciones:Abrir, cerrar y señalar averías

POUs para el control del modo GEMMA FUNCIONES: gestionar la consola de mando (órdenes y

señalizaciones) y llamar a las POUs de operación


Paso 2: Definir las interfases de las POUs

Control de Actuadores

Control de ejecución Según el modelo EN = 1 siempre Recomendación: diseñar el bloque

sin estas señales

Rearme: Propio o Global? Global: se conectaría al RE del

GEMMA Propio: Tiene sentido cuando el

operador que hace la reparación tiene cerca esa señal. En tal caso, la restauración en GEMMA se hace en el centro de mando y se asemeja más a un RST (reset).




Modo Automático: Abrir/Cerrar – Se ejecutan hasta el

final de recorrido. Activas por flanco.

Timeout – Tiempo límite hasta el final de las maniobras

Modo Manual: MAN_Abrir/MAN_Cerrar – Se

ejecutan mientras esté activo y hasta el final de recorrido. Activas por nivel. No se vigila el tiempo de ejecución.




Control de ejecución Según el modelo EN = 1 siempre Recomendación: diseñar el bloque

sin estas señales

Para controlar de forma efectiva el bombeo es necesario disponer del nivel. El modo manual debe tener en cuenta esto.




Funcionamiento: Modo AUTOMATICO (AUTO/MAN = 0):

ON = 1 bombeo en servicio ON = 0 desactiva el bombeo La impulsión se inicia cuando se

encuentra en servicio y el nivel alcanza NivelA. Finaliza cuando desciende por debajo de NivelB

Modo MANUAL (AUTO/MAN = 1) La impulsión se inicia si el nivel está

por encima del mínimo y se ordena con MAN_Marchax

Se detiene con MAN_Parox o por nivel

Pierde sentido dar ordende marcha automática


Control de la Secuencia principal


AUT AJUSTE

EMERGENCIA REARME

Averia

Servicio

Ajuste

Marcha Parada

Parada

ON OFF

BOMBA 2

Marcha

Térmico

ON OFF

BOMBA 1

Marcha

Térmico

Abrir Cerrar

Válvula 1

Abierta

Cerrada

Abrir Cerrar

Válvula 2

Abierta

Cerrada

Parada solicitada


Paso 3: Diseñar el CFC aproximado


Paso 5: Programar los bloques actuadores

Control de válvulas

Automático: Abrir/Cerrar – Se ejecutan hasta el final de recorrido.

Activas por flanco. Timeout – Tiempo límite hasta el final de las maniobras

Manual: MAN_Abrir/MAN_Cerrar – Se ejecutan mientras esté

activo y hasta el final de recorrido. Activas por nivel. No se vigila el tiempo de ejecución.


Paso 5: Programar los bloques actuadores

Control de bombeoFuncionamiento: Modo AUTOMATICO (AUTO/MAN = 0):

La impulsión se inicia cuando se encuentra en servicio y el nivel alcanza NivelA. Finaliza cuando desciende por debajo de NivelB

Modo MANUAL (AUTO/MAN = 1) La impulsión se inicia si el nivel está por encima

del mínimo y se ordena con MAN_Marchax Se detiene con MAN_Parox o por nivel


Paso 6: Programar la secuencia ppal













C.I.P

Parada

Fin ciclo • C.I.

MAN • RE

MAN • RE

AUTO • RE

AUTO • MARCHA

MAN • RE/CE

/CE • RE • AUTO

AUTO •/CE

C.I

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