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Transcripción

CONTROLADORES
LÓGICOS
PROGRAMABLES
M. en A. Agustín Figueroa Nicolás
Manual de Prácticas de PLC.
PLC
© El autor, 2003; © Edición FINA, 2003
1
Manual de Prácticas
Controladores Lógicos Programables
Prólogo.
El presente Manual de Prácticas de Controladores Lógicos Programables es una parte de la
temática general de programación para los PLC, la falta de una obra como la que se presenta en este
Manual.
En efecto, las fuentes de información que se utilizan en la actualidad en el desarrollo del Manual se
toman en cuenta la parte técnica al desarrollo o de actividades prácticas y de laboratorio, se centra en
libros que a menudo presentan un contenido excesivamente teórico o en manuales en los que es
notorio la huella y el apoyo de marcas comerciales que a su vez aprovechan la ocasión para
promocionarse.
Es en este sentido que la presente obra cubre un espacio de aplicación específica y claras.
Un detallado análisis de su contenido pone de manifiesto los diferentes tipos de Programación en
KOP, FUP y AWL, para los PLC´s y se complementa para el diseño de la programación en Step7MICRO/WIN, SIMATIC S7-200 y PC-Simu con objetivos predefinidos.
Al llegar a este punto cabe señalar que el conocimiento, aunque sea a nivel de usuario, del
contenido mencionado es especialmente complejo; por ello es necesaria una descripción sencilla y
adecuada.
Esta es una de las características más notorias de la obra. Se han utilizado diferentes técnicas de
enseñanza para las distintas partes de la programación como la función de su estado o funcionalidad.
El diseño de los Controladores Lógicos Programables, con aplicaciones y un complemento
señalado como Anexos en el que se repasan ciertos conceptos de la programación, en aplicaciones
de Neumática e Hidráulica y conceptos de Lógica de Programación, para las operaciones a realizar en
la puesta en marcha o revisión de un circuito, así como la simbología y ejercicios completan en total
de la obra.
Una vez realizado todos los ejercicios de programación se pude utilizar también el programa de la
Tarjeta de Adquisición de Datos (Data_Asus_7404_PLC) para correr algunos programas, ejercicios y
obtener el resultado de las prácticas.
De todo lo expuesto se deduce fácilmente que se trata de una obra de aplicación en Escuelas
Técnicas, Escuelas Universitarias y similares, altamente recomendable al nivel de texto, pues
representan una obra básica en la compresión del Manual.
Agustín Figueroa Nicolás.
Catedrático del Instituto Tecnológico Superior de A. (Departamento de Ingeniería Electromecánica) y
de la Universidad Tecnológica de Puebla (Departamento de Electricidad y Electrónica Industrial).
2
Controladores Lógicos Programables.
Contenido:
Página
Prólogo………………………………………………………………………………….
2
Conceptos Básicos de PLC…………………………………………………………..
5
Introducción al programa Step7-MICRO/WIN y SIMATIC S7-200……………….
7
Operaciones con Temporizadores…………………………………………………..
12
No.
Nombre de la Práctica.
1.-
Introducción a los PLC y al STEP 7…………………………………………………
15
2.-
Compuertas Lógicas Digitales Básicas (AND, OR, Inversora y Negación)…….
16
3.-
Compuertas Lógicas Digitales Básicas (NOR, NAND, NOR-EX y XOR)……….
19
4.-
Combinaciones Digitales Básicas…………………………………………………...
22
5.-
Combinaciones Digitales Básicas (Conexiones diferentes)………………………
24
6.-
Conexiones en Paralelo………………………………………………………………
27
7.-
Conexiones en Serie………………………………………………………………….
30
8.-
32
10.-
Conexiones en Serie y Paralelo……………………………………………………..
Circuito de Control de Entradas/Salidas y Conversión de Código Binario a
Octal…………………………………………………………………………………….
Manejo de decodificador Binario a Decimal………………………………………..
11.-
Manejo de conversión Binario a Hexadecimal……………………………………..
45
12.-
Manejo de conversión Binario a un Abecedario……………………………………
50
13.-
Manejo de un Intermitente……………………………………………………………
53
14.-
Manejo de un Semáforo Simple……………………………………………………..
55
15.16.-
Paro y Arranque de un Motor………………………………………………………..
Encendido directo y apagado de un Motor mediante autorretención……………
57
17.-
Encendido y apagado de un Motor mediante un telerruptor……………………..
59
18.-
Control de dos Motores por medio de pulsadores de marcha y paro……………
60
19.-
Control de un Garaje………………………………………………………………….
61
20.-
Control de un Semáforo………………………………………………………………
62
21.-
Control de un Motor Trifásico con Desconexión Temporizada…………………..
63
9.-
35
40
58
3
Controladores Lógicos Programables.
Contenido:
No.
Nombre de la Práctica.
Página
22.-
Control Simultáneo para dos Motores………………………………………………
64
23.-
Arranque ESTRELLA DELTA………………………………………………………..
65
24.-
Control electromagnético de un motor de CA de jaula de ardilla………………..
66
25.-
Arranque ESTRELLA DELTA y frenado electromagnético………………………
67
26.-
Control para una escalera electromecánica……………………………………….
68
27.-
Control para una banda transportadora…………………………………………….
69
28.-
Contador de objetos para banda transportadora…………………………………..
70
29.-
Control FORWARD – REVERSE para un motor AC de jaula de ardilla………..
71
30.-
Control electromagnético para un motor de rotor devanado con cambio
selectivo de velocidad………………………………………………………………..
72
Simulador de Tarjeta de Adquisición de datos
Data_Asus_7404_PLC.
(Figueroa)………………………………………..
73
4
Conceptos Básicos de PLC (Programmable Logic Controllers).
Los Controladores Lógicos Programables (PLC) continúan evolucionando a medida que las nuevas
tecnologías se añaden a sus capacidades. El PLC se inició como un reemplazo para los bancos de
relevos. Poco a poco, las matemáticas y la manipulación de funciones lógicas se añadieron. Hoy en día
son los cerebros de la inmensa mayoría de la automatización, procesos y máquinas especiales en la
industria. Los PLC‟s ahora son más pequeños en tamaños, más velocidad de las CPU y redes y
tecnologías de comunicación diferentes.
Se puede pensar en un PLC como un pequeño computador industrial que ha sido altamente
especializado para prestar la máxima confianza y máximo rendimiento en un ambiente industrial. En su
esencia, un PLC mira sensores digitales y analógicos y switches (entradas), lee su programa de control,
hace cálculos matemáticos y como resultado controla diferentes tipos de hardware (salidas) tales como
válvulas, luces, relés, servomotores, etc. en un marco de tiempo de milisegundos.
Mientras los PLC‟s son muy buenos con el control rápido de información, no comparten los datos y
las señales con facilidad. Comúnmente los PLC‟s intercambian información con paquetes de software en
el nivel de planta como interfaces maquina operador (HMI) ó Control de Supervisión y Adquisición de
Datos (SCADA). Todo intercambio de datos con el nivel de negocios de la empresa (servicios de
información, programación, sistemas de contabilidad y análisis) tiene que ser recogido, convertido y
transmitido a través de un paquete SCADA.
Típicamente en la mayoría de PLC‟s, las redes de comunicación son exclusivas de la marca y con
velocidad limitada. Con la aceptación de Ethernet, las velocidades de comunicación de la red han
aumentado, pero todavía a veces usan se usan protocolos de propiedad de cada marca.
Nuevas tendencias.
En general, los PLC son cada vez más rápidos y más pequeños y como resultado de esto, están
ganando capacidades que solían ser dominio exclusivo de la computadora personal (PC) y de las
estaciones de trabajo. Esto se traduce en manejo datos críticos de manera rápida que se comparte entre
el PLC en el piso de la fábrica y el nivel de negocios de la empresa. Ya no se trata de los PLC‟s antiguos
que únicamente controlaban salidas a partir de una lógica y de unas entradas.
Algunas de las características que un PLC puede aportar a sus proyectos de automatización son los
servidores web, servidores FTP, envío de e-mail y Bases de Datos Relacionales Internas.
Estructura de un PLC.
Un PLC se puede definir como un sistema basado en un microprocesador. Sus partes
fundamentales son la Unidad Central de Proceso (CPU), la Memoria y el Sistema de Entradas y Salidas
(E/S). La CPU se encarga de todo el control interno y externo del PLC y de la interpretación de las
instrucciones del programa. En base a las instrucciones almacenadas en la memoria y en los datos que
lee de las entradas, genera las señales de las salidas. La memoria se divide en dos, la memoria de solo
lectura o ROM y la memoria de lectura y escritura o RAM.
 La memoria ROM almacena programas para el buen funcionamiento del sistema.
 La memoria RAM está conformada por la memoria de datos, en la que se almacena la
información de las entradas y salidas y por la memoria de usuario, en la que se almacena el
programa que maneja la lógica del PLC.
El sistema de Entradas y Salidas recopila la información del proceso (Entradas) y genera las
acciones de control del mismo (Salidas). Los dispositivos conectadas a las entradas pueden ser
Pulsadores, interruptores, finales de carrera, termostatos, presostatos, detectores de nivel, detectores de
proximidad, contactos auxiliares, etc. Al igual, los dispositivos de salida son también muy variados:
Pilotos, relés, contactores, Drives o variadores de frecuencia, válvulas, etc.
5
Entradas y salidas (E/S) - Inputs and Outputs (IO).
Las entradas y salidas (E/S) de un PLC son digitales, analógicas o especiales. Las E/S digitales se
identifican por presentar dos estados diferentes: on u off, presencia o ausencia de tensión, contacto
abierto o cerrado, etc. Los niveles de tensión de las entradas más comunes son 5 VDC, 24 VDC, 48 VDC
y 220 VAC. Los dispositivos de salida más frecuentes son los relés.
Las E/S análogas se encargan de convertir una magnitud analógica (tensión o corriente)
equivalente a una magnitud física (temperatura, flujo, presión, etc.) en una expresión binaria. Esto se
realiza mediante conversores analógico-digitales (ADC's). Por último, las E/S especiales se utilizan en
procesos en los que con las anteriores E/S vistas son poco efectivas, bien porque es necesario un gran
número de elementos adicionales, bien porque el programa necesita de muchas instrucciones o por
protocolos especiales de comunicación que se necesitan para poder obtener el dato requerido por el PLC
(HART, Salidas de trenes de impulso, motores paso a paso).
Funcionamiento del PLC.
Cuando se pone en marcha el PLC lo primero que este realiza es una lista de chequeos internos
para dar permitir que todo desde el inicio este en buenas condiciones y todo esté debidamente conectado
(Power Supply, conexiones de entradas y salidas).
Una vez efectuadas estas comprobaciones y son aprobadas, la CPU inicia la exploración del
programa y reinicializa. Esto último si el autómata se encuentra en modo RUN (marcha), ya que de estar
en modo STOP (paro) aguardaría, sin explorar el programa, hasta la puesta en RUN.
Al producirse el paso al modo STOP o si se interrumpe la tensión de alimentación durante un tiempo
lo suficientemente largo, la CPU detiene la exploración del programa y luego pone a cero, es decir,
desactiva todas las salidas. Mientras se está ejecutando el programa, la CPU realiza en intervalos
continuos de tiempo distintas funciones de diagnóstico (watch-dog). Cualquier singularidad que se
detecte se mostrará en los indicadores de diagnóstico del procesador y dependiendo de su importancia
se generará un código de error o se parará totalmente el sistema.
El tiempo total del ciclo de ejecución viene determinado por los tiempos empleados en las distintas
operaciones. El tiempo de exploración del programa es variable en función de la cantidad y tipo de las
instrucciones así como de la ejecución de subrutinas. El tiempo de exploración es uno de los parámetros
que caracteriza a un PLC y generalmente se suele expresar en milisegundos por cada mil instrucciones.
Para reducir los tiempos de ejecución, algunas CPU's constan de dos o más procesadores que operan
simultáneamente y están dedicados a funciones específicas.
Programar la memoria de un PLC.
Al programar un PLC se necesita una interfaz entre el operador y el PLC para introducir en la
memoria de usuario el programa con las instrucciones que definen las secuencias de control.
Normalmente esta interfaz se lleva acabo a través de software instalados en Computadores
personales (PC). Dependiendo del tipo de PLC el equipo de programación produce unos códigos de
instrucción directamente ejecutables por el procesador o bien un código intermedio, que es interpretado
por un programa residente en el procesador (firmware).
Las funciones de los equipos ó software de programación son la edición y modificación del
programa, detección de errores, archivamiento de programas (discos duros) y monitoreo en línea de
variables. La conexión del PC al PLC comúnmente se realiza mediante una conexión en serie
(generalmente la RS-232C o la RS-422). Hoy en día existen distintos puertos disponibles según la
marca del PLC.
6
Introducción.
El autómata utilizado en las prácticas es el SIMATIC S7-200 de Siemens con una CPU 214. Éste
dispone de 14 entradas activas a 24V, 10 salidas, capacidad para almacenar aproximadamente 2000
instrucciones y 4Kb de memoria de datos. El aspecto del mismo es el que sigue:
Las salidas del autómata son del tipo relé. Así, al activarse una salida lo que hace el autómata es
activar el relé correspondiente, dejando este pasar la corriente desde el común del bloque de salidas
hacia la salida que queramos activar. De esta manera podemos conectar cualquier otro elemento que
quisiéramos controlar entre el neutro y una salida del autómata. Conectando la fase al común de las
salidas y activando la salida que corresponde al elemento haría e el relé cerraría el circuito y se
accionaría el elemento conectado.
La corriente que puede dejar pasar el relé no es demasiado grande, si necesitáramos controlar un
proceso que consumiera mucha corriente no podríamos hacerlo directamente. Para hacerlo deberíamos
hacer que la salida activara un contactor (éste consume poca potencia) y éste a su vez activara el
proceso.
El autómata no sólo dispone de un común a todas las salidas, sino que existen comunes por bloques
con lo que podemos controlar procesos que se alimenten a diferentes voltajes.
Para programar el autómata en las prácticas utilizaremos el programa Step7-MICRO/WIN. Con
objeto de transferir el programa desarrollado al autómata y probarlo será necesario conectarlo al
ordenador mediante el puerto serie, haciendo uso del cable proporcionado.
Step7-MICRO/WIN es un programa de Siemens Energy & Automation que nos permite programar
los autómatas de la familia S7 (con CPU‟s 212, 214, 215, 216). Este software permite la programación del
S7 de dos maneras:
a) Programación KOP. Este tipo de programación permite la definición del funcionamiento del
autómata de una manera visual. Así, el programa obtenido siguiendo este método tendrá
apariencia de circuito. En este habrá dos elementos importantes: los contactos y las
bobinas. Los contactos son los elementos que representan una entrada del autómata;
cuando ésta se active se cerrará en contacto y fluirá la corriente por él. Las bobinas
representan las salidas del autómata de manera que cuando llegue corriente hacia una
de ellas, se activará la salida correspondiente.
Además de estos elementos existen otros (que comentaremos más adelante) que nos
sirven para conectar las bobinas y los conectores de manera que podamos generar
programas tan complejos como queramos.
b) Programación AWL. Mediante este tipo de programación no visual, podemos generar
programas de la forma que lo hacemos con cualquier lenguaje de programación, todo
programa KOP tiene su correspondiente en AWL y viceversa.
En los siguientes párrafos se muestra una pequeña introducción del método de programación KOP
que es el que hemos utilizaremos en las prácticas.
7
Primeros Pasos con STEP7-MICRO/WIN
Creación de un programa mediante el lenguaje KOP
Cuando se activa el programa, por defecto, se crea un proyecto sin nombre. No obstante, también se
puede crear un nuevo proyecto pulsando sobre Proyecto->Nuevo (esta será la notación para referirnos al
menú Proyecto, opción Nuevo) o bien sobre el icono
situado sobre la barra de herramientas.
Una vez cree el proyecto se abrirá automáticamente la ventana del editor KOP. La interfaz del
programa tendrá el siguiente aspecto:
Para seleccionar un componente que se desee incluir en el esquema de contactos se puede utilizar
las listas de elementos de la parte superior izquierda.
También es posible introducir un elemento operando con el ratón en la ventana de la izquierda.
Si se abre la carpeta operaciones se muestran distintas subcarpetas con los grupos de elementos
que se pueden introducir en un programa KOP. Abriendo cada una de las carpetas aparecen los símbolos
de los elementos. Basta seleccionarlos con el ratón para que se incorporen al programa.
8
Un programa en KOP se organiza en redes. Cada red contiene una serie de elementos que en
tiempo de ejecución serán evaluados y generarán el estado de las salidas. Es de destacar que cada red
puede contener sólo „1 operación‟ (aunque todo lo compleja que queramos) referida al cálculo de una o
varias salidas.
Compilación y Ejecución de un Programa
Una vez diseñemos el plano de contactos con el editor KOP es necesario compilarlo y cargarlo en el
autómata para probarlo. Para compilar el programa pulse sobre el icono situado en la barra de
herramientas principal
. A continuación aparecerá en la ventana inferior unos mensajes que indicarán
si hay o no errores.
9
Antes de poder cargar el programa en el autómata hay que configurar la comunicación entre éste y
el ordenador. Esto se hace pulsando en el menú la opción CPU y después la opción tipo. Aparecerá una
pantalla como la siguiente:
Una vez hecho esto, y si el programa no tiene errores, ya está todo listo para cargarlo en el
autómata. Para ello pulse sobre el icono
.
Una vez esté cargado el software en el autómata (y el selector de modo a RUN) puede ejecutar o
detener la ejecución a su antojo pulsando sobre los botones
y
.
Simulador S7-200
Con el fin de chequear el correcto funcionamiento del programa antes de introducirlo en el autómata
se dispone de un programa simulador cuyo icono es el siguiente:
Una vez activado el programa el aspecto que ofrece es:
10
El simulador nos ofrece la posibilidad de cambiar el estado de las entradas De off a on y viceversa
con solo actuar con el ratón sobre los interruptores que se encuentran en la parte inferior de la pantalla.
Pr otra parte permite visualizar el estado de la salida mediante unas indicaciones luminosas que
aparecen sobre el dibujo del PLC. Si la indicación luce, la salida está en on y si no luce la salida está en
off.
Para cargar un programa en el simulador, primero hay que escribir el programa en lenguaje awl.
Ésto lo hace MICRO/WIN automáticamente. Basta con escoger en el menú la opción Archivo, y después
la opción exportar. El programa pedirá el nombre del archivo y donde quiere guardarse.
Finalmente el fichero *.awl se cargará en el simulador. Para poder probarlo bastará con actuar sobre
la opción Run DEL SIMULADOR
.
opción Run
11
Operaciones con Temporizadores.
Dentro de la temporización hemos de diferenciar entre tres tipos de “relojes”:
 Temporizador de retardo a la conexión (TON).
 Temporizador de retardo a la conexión memorizado (TONR).
 Temporizador de retardo a la desconexión (TOF).
Las operaciones temporizador de retardo a la conexión y temporizador de retardo a la
conexión memorizado cuentan el tiempo al estar activada (ON) la entrada de habilitación. Si el valor
actual (Txxx) es mayor o igual al valor de preselección (PT), se activa el bit de temporización (bit T).
Cuando la entrada de habilitación está desconectada (OFF), el valor actual se borra en el caso del
temporizador de retardo a la conexión. En cambio, se conserva en el temporizador de retardo a la
conexión memorizado. Éste último sirve para acumular varios períodos de tiempo de la entrada en ON.
Para borrar el valor actual del temporizador de retardo a la conexión memorizado se utiliza la operación
poner a 0 (Reset).
12
Tanto el temporizador de retardo a la conexión como el temporizador de retardo a la conexión
memorizado continúan contando tras haberse alcanzado el valor de preselección y paran de contar al
alcanzar el valor máximo de 32767.
El temporizador de retardo a la desconexión se utiliza para retardar la puesta a 0 (OFF) de una
salida durante un período determinado tras haberse desactivado (OFF) una entrada. Cuando la entrada
de habilitación se activa (ON), el bit de temporización se activa (ON) inmediatamente y el valor actual se
pone a 0. Cuando la entrada se desactiva (OFF), el temporizador cuenta hasta que el tiempo transcurrido
alcance el valor de preselección. Una vez alcanzado éste, el bit de temporización se desactiva (OFF) y el
valor actual detiene el contaje. Si la entrada está desactivada (OFF) durante un tiempo inferior al valor de
preselección, el bit de temporización permanece activado (ON). Para que la operación TOF comience a
contar se debe producir un cambio de ON a OFF.
Si un temporizador TOF se encuentra dentro de una sección SCR y ésta se encuentra desactivada,
el valor actual se pone a 0, el bit de temporización se desactiva (OFF) y el valor actual no cuenta.
13
Estos temporizadores tienen tres resoluciones. La resolución viene determinada por el número del
temporizador:
Tipo
Temporizador
TONR
TON, TOF
Resolución
1 ms
10 ms
100 ms
1 ms
10 ms
100 ms
Valor máximo
32'767 s
327'67 s
3276'7 s
32'767 s
327'67 s
3276'7 s
Nº. Temporizador
(0'546 min)
(0'546 min)
(0'546 min)
(0'546 min)
(0'546 min)
(0'546 min)
T0, T64
T1 a T4, T65 a T68
T5 a T31, T69 a T95
T32, T96
T33 a T36, T97 a T100
T37 a T63, T101 a T255
El valor actual resulta del valor de contaje multiplicado por la base de tiempo. Por ejemplo, el valor
de contaje 50 en un temporizador de 10 ms equivale a 500 ms.
No se pueden compartir números iguales para los temporizadores TOF y TON. Por ejemplo, no
puede haber tanto un TON T32 como un TOF T32.
13.- Ejercicio “Manejo de un intermitente”
Realizar un programa que simule el funcionamiento de un intermitente.
14.- Ejercicio “Manejo de un Semáforo Simple”
Utilizando tres resoluciones distintas, elabora tres temporizadores de 5 segundos para cada tipo de
temporizador.
19.- Ejercicio “Control de un Garaje”
Realizar, utilizando los bits de la entrada I 0., la secuencia de encendido y apagado de leds del
coche de la popular serie de televisión “El coche fantástico”. La temporalización entre bit y bit ha de
ser de 1 segundo.
Ejercicio Extra “inversor de giro”
Elaborar el esquema de fuerza y de mando de una inversión de giro.
A continuación elabora su aplicación con un autómata programable (programa y conexionado del
PLC).
Entradas
Salidas
I 0.0
I 0.1
I 0.2
I 0.3
Q 0.0
Q 0.1
Q 0.3
Relé térmico
Pulsador de marcha I
Pulsador de marcha I
Pulsador de marcha II
Contactor giro I
Contactor giro II
Luz intermitente giro motor
Simula el funcionamiento de una puerta de garaje.
14
Práctica No. 1
Introducción a los PLC y al STEP 7.
Objetivos.
 Conocer el mundo de aplicaciones y posibilidades que brinda el PLC.
 Conocer cómo funciona el hardware (el PLC SIEMENS S7-200 CPU 226), sus especificaciones
técnicas y configuraciones.
 Familiarizarse con el software (Step7), su configuración, sus instrucciones y herramientas básicas
para inicializarse en éste.
Contenido.
1. Para qué sirve el PLC.
2. Generalidades del PLC SIEMENS S7-200 CPU 226, Entradas/Salidas, alimentación.
3. Como configurar el sistema.
4. Tipos de programación y lenguajes; ventajas y desventajas.
5. Como transferir programas al PLC.
6. Herramientas básicas; contactos, bobinas, funciones lógicas básicas.
Desarrollo.
Se deberá resolver el contenido de la práctica después de haber leído la guía preliminar, la cual está
anexa al principio del libro. El profesor será el encargado de guiar y verificar el proceso.
Ejercicio de Iniciación.
Encendido de un motor aplicando las operaciones
Lógicas AND y OR.
Programa.
Realizar el Programa en FUP.
Conclusiones.__________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
Bibliografía:
STEP 7 - Una Manera Fácil De Programar PLC De Siemens,
Autor Pilar Mengual,
Editorial Alfaomega-Marcombo.
Automatización de Maniobras Industriales,
Autores Juan Perez Cruz y Manuel Pineda Sánchez,
Editorial Alfaomega.
15
Práctica No. 2
Compuertas Lógicas Digitales Básicas (AND, OR, Inversora y Negación).
Objetivos.
 Uso del Programa Microwin Step7 y el simulador S7-200.
 Polarización de una salida (LED).
 Elaborar un detector de señal lógica con un LED.
 Generación de estados lógicos para compuertas digitales.
 Obtención experimental de las tablas de verdad para las compuertas lógicas básicas: AND, OR
Inversora y Negación.
 Aplicar las compuertas lógicas digitales básicas en la simulación de Control Lógico Programable
(PLC).
Desarrollo.
A continuación se describe las compuertas lógicas y sus tablas de verdad para ser utilizado en la
programación de Control Lógico Programable (PLC). Para más detalles ver los diferentes tipos de
programación KOP, FUP y AWL.
Ejercicio.
Encendido de operaciones con compuertas Lógicas.
La función “Y”, “AND” ó “SIMULTANEADAD”.- En esta función se activa el circuito mediante la
utilización de dos botoneras, en cuya condición de trabajo para activar el circuito es mediante la
activación de ambas al mismo tiempo, en caso contrario no se activara el circuito.
Tabla de Verdad
“AND”
Entrada (S1)
Entrada (S2)
Salida (L1)
( I0.0 )
0
0
1
1
( I0.1 )
0
1
0
1
( Q0.0 )
0
0
0
1
Diagrama
Programación KOP
Programación FUP
Programación AWL
16
La función “O”, “OR” ó “SELECTORA DE CIRCUITO”.- En esta función se activa el circuito
mediante la utilización de dos botoneras, en cuya condición de trabajo para activar el circuito es mediante
la activación de alguna de las botoneras o de ambas al mismo tiempo.
“OR”
Tabla de Verdad
Entrada (S1)
Entrada (S2)
Salida (L1)
( I0.2 )
0
0
1
1
( I0.3 )
0
1
0
1
( Q0.1 )
0
1
1
1
Programación KOP
Diagrama.
Programación FUP
Programación AWL
La función “IDENTIDAD ó INVERSORA”.- Es la común en todas las aplicaciones, esto es
mediante una sola botonera se activa o desactiva el sistema (encender o apagar).
Tabla de Verdad
“IDENTIDAD”
Entrada (S1)
Salida (L1)
( I0.4 )
0
1
( Q0.2 )
0
1
Diagrama.
Programación KOP
Programación FUP
Programación AWL
17
La función de “NEGACIÓN”.- Es la común en todas las aplicaciones, esto es mediante una sola
botonera se activa o desactiva el sistema (encender o apagar negado).
Tabla de Verdad
“IDENTIDAD”
Entrada (S1)
Salida (L1)
( I0.5 )
0
1
( Q0.3 )
1
0
Diagrama.
Programación KOP
Programación FUP
Programación AWL
Conclusiones.__________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
Bibliografía:
18
Práctica No. 3
Compuertas Lógicas Digitales Básicas (NOR, NAND, NOR-EX y XOR).
Objetivos.
 Uso del Programa Microwin Step7, simulador S7-200 y el PC-Simu.
 Polarización de una salida (LED).
 Elaborar un detector de señal lógica con un LED.
 Generación de estados lógicos para compuertas digitales.
 Obtención experimental de las tablas de verdad para las compuertas lógicas básicas: NOR,
NAND, NOR-EX y XOR.
 Aplicar las compuertas lógicas digitales básicas en la simulación de Control Lógico Programable
(PLC).
Desarrollo.
A continuación se describe las compuertas lógicas y sus tablas de verdad para ser utilizado en la
Ejercicio.
Encendido de operaciones con compuertas Lógicas.
Compuerta “NOR”.
Tabla de Verdad
“NOR”
Entrada (S1)
Entrada (S2)
Salida (L1)
( I0.0 )
0
0
1
1
( I0.1 )
0
1
0
1
( Q0.0 )
1
0
0
0
Diagrama.
Programación KOP
Programación FUP
Programación AWL
19
La función “NAND” es una compuerta que equivale a una compuerta AND con su salida negada. El
símbolo de esta compuerta y su tabla de verdad son las siguientes:
Tabla de Verdad
“NAND”
Entrada (S1)
Entrada (S2)
Salida (L1)
( I0.2 )
0
0
1
1
( I0.3 )
0
1
0
1
( Q0.1 )
1
1
1
0
Diagrama.
Programación KOP
Programación FUP
Programación AWL
Compuerta “NOR-EX”.
Tabla de Verdad
“NOR-EX”
Entrada (S1)
Entrada (S2)
Salida (L1)
( I0.0 )
0
0
1
1
( I0.1 )
0
1
0
1
( Q0.0 )
1
0
0
1
Diagrama.
Programación KOP
Programación FUP
Programación AWL
20
Compuerta “XOR”.
Tabla de Verdad
“XOR”
Entrada (S1)
Entrada (S2)
Salida (L1)
( I0.0 )
0
0
1
1
( I0.1 )
0
1
0
1
( Q0.0 )
0
1
1
0
Diagrama.
Programación KOP
Programación FUP
Programación AWL
Conclusiones.__________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
Bibliografía:
21
Práctica No. 4
Combinaciones Digitales Básicas.
Objetivos.
 Uso del Programa Microwin Step7, el simulador S7-200 y el PC-Simu.
 Obtención experimental de las conexiones de entradas y salidas.
 Aplicar las diferentes conexiones de serie paralelo de combinaciones digitales básicas en la
simulación de Control Lógico Programable (PLC).
Desarrollo.
A continuación se describe las combinaciones digitales básicas y diferentes conexiones para ser
utilizado en la programación de Control Lógico Programable (PLC). Para más detalles ver los diferentes
tipos de programación KOP, FUP y AWL.
Ejercicios:
a).- Conexión directa entrada – salida.
La combinación digital más sencilla, que sirve de paso para comprobación de entradas y salidas
digitales, es la de la figura.
El valor del Q0.0 sigue el estado de la entrada I0.0.
Conexión directa entrada – salida.
Programación KOP
Programación FUP
( Network 1 )
Programación AWL
b).- Consulta negada de una entrada.
El estado de la señal de entrada puede consultarse de modo negado (ausencia de tensión).
En el ejemplo de la figura, el piloto se encenderá siempre que NO esté accionado el pulsador.
Un caso típico de consulta negada de una entrada es el de una seta de emergencia, con contacto
normalmente cerrado.
Consulta negada de una entrada.
Programación KOP
Programación FUP
( Network 2 )
Programación AWL
22
c).- Activación negada de la salida.
El estado de la señal de entrada puede consultarse de modo negado (ausencia de tensión).
En el ejemplo de la figura, el piloto no se encenderá cuando se accione el pulsador.
Programación KOP
Activación negada de la salida.
( Network 3 )
Programación FUP
Programación AWL
d).- Consultas y activaciones negadas.
Se pueden realizar a la vez consultas y activaciones en modo negado.
Consultas y activaciones negadas.
Programación KOP
Programación FUP
( Network 4 )
Programación AWL
Procedimiento.
a) Realizar la programación en el programa de Microwin Step7.
b) Simular la programación con el simulador S7-200 y el PC-Simu.
c) Mostrar el circuito y comprobar que cumple la operación.
Conclusiones.________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Bibliografía:
23
Práctica No. 5
Combinaciones Digitales Básicas (Conexiones diferentes).
Objetivos.
 Aplicar las diferentes conexiones de serie paralelo de combinaciones digitales básicas en la
simulación de Control Lógico Programable (PLC).
Desarrollo.
A continuación se describe las combinaciones digitales básicas y diferentes conexiones para ser
utilizado en la programación de Control Lógico Programable (PLC). Para más detalles ver los diferentes
tipos de programación KOP, FUP y AWL.
Ejercicios:
a).- Conexión de varias líneas.
En un programa se analizan de forma secuencial las distintas líneas que lo componen.
Los pilotos Q0.0, Q0.1 y Q0.2 siguen cada uno el estado de sus correspondientes pulsadores de entrada.
Conexión de varias líneas.
Programación KOP
( Network 1 )
Programación AWL
Programación FUP
24
b).- Conexión de varias líneas con la misma salida.
NO se debe programar la misma salida en varias combinaciones digitales. SÓLO respondería a la
última línea programada.
En este ejemplo, el Q0.1 sólo dependería del estado del pulsador I0.5. El resto de órdenes no
afectan a su estado.
Conexión de varias líneas con la misma salida.
( Network 2 )
Programación KOP
c).- Consulta del estado de las salidas.
Se puede consultar no sólo el estado de una entrada, sino también el de una salida, de forma normal
o negada.
En este ejemplo, el estado de los pilotos Q0.4 y Q0.5 depende a su vez del estado de otras salidas.
Consulta del estado de las salidas.
Programación KOP
( Network 3)
Programación AWL
25
Consulta del estado de las salidas.
( Network 3)
Programación FUP
d).- Bloqueo entre salidas.
Si dos salidas NO deben estar nunca activas de forma simultánea (por ejemplo, la luz verde de dos
semáforos en un cruce), se puede añadir una seguridad como la del ejemplo. No pueden estar nunca las
dos salidas de forma simultánea.
Bloque entre salidas.
Programación KOP
( Network 4 )
Programación AWL
Programación FUP
Procedimiento.
Bibliografía:
STEP 7 - Una Manera Fácil De Programar PLC
Siemens,
c) Mostrar el circuito y comprobar que cumple la operación.
Conclusiones.________________________________________________________________________
_________________________________________________________
26
Práctica No. 6
Conexiones en Paralelo.
Objetivos.
 Aplicar las diferentes conexiones en paralelo básicas en la simulación de Control Lógico
Programable (PLC).
Desarrollo.
A continuación se describe las diferentes conexiones en paralelo para ser utilizado en la
Procedimiento.
a)
b)
c)
Realizar la programación en el programa de Microwin Step7.
Simular la programación con el simulador S7-200 y el PC-Simu.
Mostrar el circuito y comprobar que cumple la operación.
Ejercicios:
a).- Conexión de entradas en paralelo.
Se puede consultar el estado simultáneo de varias entradas para activar una salida.
El piloto recibe tensión cuando está accionado el pulsador I0.0 ó I0.1.
Conexión de entradas en Paralelo.
Programación KOP
( Network 1)
Programación AWL
Programación FUP
27
b).- Conexión de salidas en paralelo.
Se pueden activar simultáneamente varias salidas.
El piloto I0.2 sigue el estado del pulsador I0.2 y el piloto I0.3 lo hace de forma negada.
Conexión de salidas en Paralelo.
( Network 2 )
Programación KOP
Programación AWL
Programación FUP
c).- Conexión de entradas y salidas en paralelo.
Se pueden realizar a la vez consultas de entradas en paralelo y accionar salidas en paralelo.
En este montaje cuando esté accionado el pulsador I 0.3 o no lo esté el I0.4 se activará la salida
Q0.3 y dejará de activarse la salida Q0.4.
Conexión de entradas y salidas en paralelo.
Programación KOP
( Network 3)
Programación AWL
Programación FUP
28
d).- Conexiones serie en cascada.
Se pueden activar varias salidas con ramificaciones de una misma serie.
En el ejemplo de la figura, el piloto Q0.5 se encenderá cuando se activen el pulsador I0.5. El Q0.6 lo
hará si está además pulsado el pulsador I0.6.
Conexiones serie en cascada.
Programación KOP
( Network 4 )
Programación AWL
Programación FUP
Conclusiones.________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Bibliografía:
29
Práctica No. 7
Conexiones en Serie.
Objetivos.
 Aplicar las diferentes conexiones en serie básicas en la simulación de Control Lógico
Programable (PLC).
Desarrollo.
A continuación se describe las diferentes conexiones en serie para ser utilizado en la programación
de Control Lógico Programable (PLC). Para más detalles ver los diferentes tipos de programación KOP,
FUP y AWL.
Procedimiento.
a)
b)
c)
Ejercicios:
a).- Conexión serie.
En la conexión en serie la condición para que la salida tenga alimentación es que TODAS las
entradas estén activas a la vez.
En el ejemplo de la figura, el piloto se encenderá cuando se activen a la vez los pulsadores I0.7 y
I1.0.
Conexión serie.
Programación KOP
( Network 1 )
Programación AWL
Programación FUP
30
b).- Conexión serie con entradas y salidas negadas.
En los esquemas en paralelo se pueden consultar entradas y activar salidas en modo negado.
En el ejemplo de la figura, el piloto NO se encenderá cuando NO esté activado el pulsador I0.0 y sí
lo esté el pulsador I0.1.
Conexión serie con entradas y salidas negadas.
Programación KOP
( Network 2 )
Programación AWL
Programación FUP
c).- Conexión de salidas en serie.
NO se pueden conectar en serie salidas.
Conexión de salidas en serie.
( Network 3)
Programación KOP
Conclusiones.________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Bibliografía:
31
Práctica No. 8
Conexiones en Serie y Paralelo.
Objetivos.
 Aplicar las diferentes conexiones en serie y paralelo básicas en la simulación de Control Lógico
Programable (PLC).
Desarrollo.
A continuación se describe las diferentes conexiones en serie y paralelo para ser utilizado en la
Ejercicios:
a).- Conexión serie - paralelo.
Se pueden conectar en paralelo varias combinaciones de tipo serie.
Conexión paralelo-serie.
( Network 1)
Programación KOP
Programación AWL
Programación FUP
32
b).- Conexión serie-paralelo.
Se pueden conectar en serie varias combinaciones de tipo paralelo.
Conexión serie - paralelo.
Programación KOP
( Network 2 )
Programación AWL
Programación FUP
c).- Auto retención.
Alimentando la salida en paralelo con su propio estado se consigue mantenerlo aunque desaparezca
la entrada del pulsador.
Para poder apagar la salida es necesario conectar en serie otra entrada de reset.
En el ejemplo, el Q0.1 se enciende con el pulsador I0.4, y permanece encendido, aunque
desaparezca I0.4, hasta que se apaga con el pulsador I0.5.
Auto retención.
Programación KOP
( Network 3 )
Programación AWL
Programación FUP
33
Procedimiento.
a)
b)
c)
Limitaciones en montajes elementales.
Cada marca y/o modelo de PLC, tiene una serie de limitaciones a la hora de Programar esquemas
de tipo serie paralelo en lógica de relés.
Así, se conocen PLCs que so permiten encadenar en serie de más de 7 elementos (contactos
abierto/cerrados), otros permiten algunos elementos más, pero tienen deficiencias a la hora de colocar en
paralelo muchas ramas, etc. (Nos remitiremos en cada caso al manual de usuario del PLC empleado).
Pero de forma general hay una serie de maniobras que no se deben programar en la realización de
diseños, como se ha indicado en el apartado anterior. Una de las más usuales es pretender activar de
modo permanente una salida, por ejemplo un piloto indicador del funcionamiento del autómata.
Conclusiones.________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Bibliografía:
34
Práctica No.9
Circuito de Control de Entradas / Salidas y Conversión de Código Binario a Octal.
Objetivos.




Que el alumno compruebe el funcionamiento de un codificador Binario a Octal.
Uso del Programa Microwin Step7, el simulador S7-200 y el PC-Simu.
Obtención experimental de las conexiones de entradas y salidas.
Aplicar la conversión de código Binario a Octal en la simulación de Control Lógico Programable
(PLC).
Desarrollo.
Se plantea el diseño de un circuito digital
para incorporar al panel de control de un
automóvil de manera que al abrir las puertas
del vehículo se encienda un Led mostrando la
puerta o puertas abiertas y además visualice
en un Display de 7 segmentos un número
asignado a la misma, el esquema quedaría
como se muestra en la Figura 1.
Figura 1.
La resolución del circuito en electrónica sería la siguiente:
Figura 2.
Se parte de que los pulsadores de las puertas se cierran a tierra al abrirlas. También será necesario
adaptar a 5 voltios los 12 voltios que proporciona la batería de un automóvil, o se podría optar por
resolver el circuito con integrados de la familia CMOS para este caso se tiene que resolver el problema
en la programación KOP, AWL y FUP.
35
Ejercicio:
A partir de la tabla de verdad realizar la programación en KOP, AWL y FUP de Binario a Octal.
“ Binario a Octal ”
Entradas
Salidas
(Display)
(S3)
(S2)
(S1)
a
b
c
d
e
f
g
I0.3
I0.2
I0.1
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Q0.5
Q0.6
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
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0
1
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1
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0
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0
0
0
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1
1
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1
0
Resultado
Tabla de Verdad
0
1
2
3
4
5
6
7
Procedimiento.
a)
b)
c)
Mostrar el circuito y comprobar que cumple la operación de Binario a Octal.
Panel de control con el simulador PC-Simu.
36
Programación para el PLC.
En la programación la condición para que la salida tenga alimentación al Display, es que al activar
alguna de las entradas se active una a la vez el código de su tabla de verdad.
Conversión de Binario a Octal.
Programación KOP
( Network 1 )
Programación AWL
Programación FUP
37
Conversión de Binario a Octal.
Programación KOP
( Network 2 )
Programación AWL
38
Programa del Simulador S7-200.
Cuestionario.


¿Cuál es la función de conversión de código Binario a Octal para la programación en PLC?
¿Cómo funciona las Entradas y Salidas?
Conclusiones.________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Bibliografía:
39
Práctica No.10
Manejo de decodificador Binario a Decimal.
Objetivos.




Que el alumno comprenda el funcionamiento de un decodificador Binario a Decimal.
Obtención experimental de las conexiones de entradas y salidas.
Aplicar un decodificador Binario a Decimal en la simulación de Control Lógico Programable
(PLC).
Desarrollo.
En esta práctica se plantea la conexión de un decodificador Binario a decimal.
a)
b)
Cuando se conectar el diagrama de la Figura 1, donde se muestra la conexión de un 74138
conectado a 8 led‟s de salida para visualizar el código decimal.
Comprobar la tabla de verdad que se muestra en la Figura 2 y convertir el diagrama al PLC para su
respectiva programación en KOP, AWL Y FUP.
Figura 1.
Un decodificador es un circuito lógico que acepta un conjunto de entradas que representan números
binarios y que activan solamente la salida que corresponde a dicho dato de entrada, donde las salidas
son activas en bajo.
Ejercicio:
A partir de la tabla de verdad realizar la programación en KOP, AWL y FUP de Binario a Decimal.
40
“ Binario a Decimal ”
Entradas
Salidas
(Display)
(S4)
(S3)
(S2)
(S1)
a
b
c
d
e
f
g
I0.4
I0.3
I0.2
I0.1
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Q0.5
Q0.6
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0
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Resultado
Tabla de Verdad
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Procedimiento.
a)
b)
c)
Mostrar el circuito y comprobar que cumple la operación de Binario a Decimal.
41
alguna de las entradas se active una a la vez el código de su tabla de verdad como resultado un decimal.
Conversión de Binario a Decimal.
Programación KOP
( Network 1 )
Programación AWL
Programación FUP
42
Conversión de Binario a Decimal.
Programación KOP
( Network 2 )
Programación AWL
43
Cuestionario.


¿Cuál es la función de conversión de código Binario a Decimal para la programación en PLC?
Conclusiones.________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Bibliografía:
44
Práctica No.11
Manejo de conversión Binario a Hexadecimal.
Objetivos.




Que el alumno comprenda el manejo de conversión Binario a Hexadecimal.
Obtención experimental de las conexiones de entradas y salidas a Hexadecimal.
Aplicar la conversión Binario a Hexadecimal en la simulación de Control Lógico Programable
(PLC).
Desarrollo.
En esta práctica se plantea la conexión de conversión Binario a Hexadecimal.
“ Binario a Hexadecimal ”
Entradas
Salidas
(Display)
(S4)
(S3)
(S2)
(S1)
a
b
c
d
e
f
g
I0.4
I0.3
I0.2
I0.1
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Q0.5
Q0.6
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Resultado
Tabla de Verdad
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
Procedimiento.
c)
Mostrar el circuito y comprobar que cumple la operación de Binario a Hexadecimal.
d) Encontrar en el programa que entradas no están bien y corregir la programación.
Cuestionario.


¿Cuál es la función de conversión de código Binario a Decimal para la programación en PLC?
45
46
alguna de las entradas se active una a la vez el código de su tabla de verdad de Hexadecimal.
Conversión de Binario a Hexadecimal.
Programación KOP
( Network 1 )
Programación AWL
Programación FUP
47
Programación KOP
1
2
3
( Network 2 )
Programación AWL
4
48
Programación KOP
1
2
3
( Network 2 )
Programación AWL
4
Conclusiones.________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Bibliografía:
49
Práctica No.12
Manejo de conversión Binario a un Abecedario.
Objetivos.
 Que el alumno comprenda el manejo de conversión Binario a un Abecedario.
 Obtención experimental de las conexiones de entradas y salidas a un Abecedario.
 Aplicar la conversión Binario a un Abecedario en la simulación de Control Lógico Programable.
Desarrollo.
En esta práctica se plantea la conexión de conversión Binario a un Abecedario.
“ Binario a un Abecedario ”
Entradas
Salidas
(S5)
(S4)
(S3)
(S2)
(S1)
a
b
c
d
I0.5
I0.4
I0.3
I0.2
I0.1
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
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Z
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Procedimiento.
a)
b)
c)
d)
Mostrar el circuito y comprobar que cumple la operación de Binario a un Abecedario.
Realizar a partir de la tabla de verdad la programación en KOP, FUP y AWL.
Alfabeto Latino
b
c
d
E
F
G
h
i
J
K
L
M
N
O
P
q
r
S
T
U
v
W
X
Y
Z
A
El sistema de siete segmentos está diseñado para números, pero no para letras, por eso algunas no
son compatibles y hacen confundir a un número y a veces, no se puede distinguir. Aquí tenemos las
letras del alfabeto latino.
Componente de un display de LEDs de 7 segmentos, con punto decimal.
A cada uno de los segmentos que forman el display se les denomina a, b, c, d, e, f y g y están
ensamblados de forma que se permita activar cada segmento por separado consiguiendo formar
cualquier dígito numérico. A continuación se muestran algunos ejemplos:




Si se activan o encienden todos los segmentos se forma el número "8".
Si se activan sólo los segmentos: "a, b, c, d, e, f," se forma el número "0".
Si se activan sólo los segmentos: "a, b, g, e, d," se forma el número "2".
Si se activan sólo los segmentos: "b, c, f, g," se forma el número "4".
Muchas veces aparece un octavo segmento denominado p.d. (punto decimal).
51
Cuestionario.


¿Cuál es la función de conversión de código Binario a un Abecedario para la programación en
PLC?
¿Cómo funciona las Entradas y Salidas del código?
Conclusiones.________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Bibliografía:
52
Práctica No.13
Manejo de un Intermitente.
Objetivos.
 El alumno realizará una interfaz para ver los gráficos de un intermitente en Programación PLC.
 Aplicar el grafico del intermitente para la simulación de Control Lógico Programable (PLC).
Desarrollo.
En esta práctica se plantea la utilizar una salida Q0.1 (Led) para el manejo de un intermitente.
Procedimiento.
c) Mostrar el circuito y comprobar que cumple la operación del intermitente.
En la programación la condición para que la salida del Led, este encendiendo y apagando para que
realice la función del intermitente.
Manejo de un Intermitente.
Programación KOP
( Network 1 )
Programación AWL
Programación FUP
53
Cuestionario.


¿Cuál es la función de la salida del intermitente para la programación en PLC?
¿Cómo funciona la salida del Led?
Conclusiones.________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Bibliografía:
54
Práctica No.14
Manejo de un Semáforo Simple.
Objetivos.
 El alumno realizará una interfaz para ver los gráficos de un semáforo simple en PLC.
 Aplicar el grafico de un semáforo simple para la simulación de Control Lógico Programable (PLC).
Desarrollo.
En la práctica se utilizara tres salidas Q1.1, Q1.2 y Q1.3 para el manejo de un semáforo simple.
Procedimiento.
a)
b)
c)
d)
Mostrar el circuito y comprobar que cumple la operación del semáforo simple.
Realizar el programa en FUP y cambiar el tiempo en los temporizadores.
En la programación la condición para que la salida de los Led‟s, este encendiendo y apagando para
pasar de uno a otro Led.
Programación KOP
( Network 1 )
Programación AWL
( Network 2 )
( Network 3)
( Network 4 )
55
( Network 5 )
Programación KOP
Programación AWL
( Network6 )
( Network 7)
Cuestionario.


¿Cuál es la función de los temporizadores para cada salida en la programación en PLC?
¿Cómo funciona la salida del Led, si cambiamos el tiempo para cada uno?
Conclusiones.________________________
____________________________________
____________________________________
____________________________________
____________________________________
____________________________________
Bibliografía:
STEP 7 - Una Manera Fácil De Programar PLC De
Siemens,
Panel de control con el simulador
PC-Simu.
56
Práctica No. 15
Paro y Arranque de un Motor.
Objetivo.
Conocer el funcionamiento del mando por impulso momentáneo o no mantenido desde un punto, con
prioridad de la función MARCHA (Arranque) sobre la función PARO (ejecución fuera de norma).
Funcionamiento.
El contactor K1 conecta al dar un impulso momentáneo sobre el pulsador marcha S1, y queda
autoalimentado o automantenido por su contacto abierto, al soltar aquél.
La desconexión del K1 se produce al oprimir momentáneamente el pulsador paro S0.
Al oprimir ambos pulsadores a la vez tiene prioridad la orden de conexión sobre la de desconexión.
Ejecución inusual por el peligro que existe al pulsar y soltar S0 y estar oprimido S1.
Procedimiento.
d) Realizar la programación en KOP a partir del circuito de control de la Figura 1.
e) Simular la programación con el simulador S7-200 y el PC-Simu.
f) Mostrar el circuito y comprobar que cumple la operación de paro y arranque del motor.
Programación KOP
Programación FUP
Programación AWL
Conclusiones.__________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
Bibliografía:
Figura 1.
57
Práctica No. 16
Encendido Directo y Apagado de un Motor Mediante Autorretención
Objetivos.
 Aprender a configurar la autorretención de contactos para así poder aplicarla en el laboratorio.
 Aprender a utilizar distintos tipos de señalizaciones mediante pilotos.
 Aprender a utilizar las “marcas” en Step 7.
Ejercicio de Aplicación.
Diseñar e implementar el programa y circuitos para realizar el arranque directo de un motor de CA
de jaula de ardilla, con señalización de funcionamiento del motor (piloto verde) y falla por sobre carga
(piloto rojo).
Desarrollo.
A continuación se muestran la asignación de variables, el circuito de potencia y el programa que se
pueden implementar para cumplir con el objetivo de esta práctica.
Asignación de variables:
Entradas
1PB - Pulsador de marcha
2PB - Pulsador de paro
OL - Contacto auxiliar relé
Circuito de Potencia:
Salidas
1M - Contactor Motor
L3 - Piloto verde
L2 - Piloto rojo
Programa:
Realizar el Programa en KOP, FUP y AWL.
Conclusiones.__________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Bibliografía:
Figura 1.
58
Práctica No. 17
Encendido y Apagado de un Motor Mediante un Telerruptor.
Objetivos.
 Aprender a utilizar las “marcas” en step 7.
 Aprender a utilizar la activación de contactos mediante flancos (de subida y de bajada).
 Aprender a controlar (encendido/apagado) cargas mediante un solo interruptor.
Contenido.
1. ¿Qué es un Telerruptor?
2. ¿Qué es una marca?
3. ¿Para qué se utiliza una marca?
Desarrollo.
Desarrollo de un programa de aplicación.
Diseñar e implementar el programa y circuito que permita encender y apagar una carga desde un
solo punto, con señalización de funcionamiento y falla por sobrecarga.
Desarrollo (Cont.):
Entradas
1PB - Pulsador de inicio/paro
2PB - Pulsador de emergencia
Salidas
1M – Contactor para motor.
L2 - Piloto verde
L3 - Piloto rojo
Circuito de potencia:
Programa:
Conclusiones.__________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Bibliografía:
Figura 2.
59
Práctica No. 18
Control de dos motores por medio de pulsadores de marcha y paro.
Objetivos.
 Observar los distintos usos y aplicaciones que ofrece el PLC.
 Aprender a configurar las herramientas que ofrece el PLC
Se desea controlar dos motores por medio de dos pulsadores (marcha y paro), 1PB y 2PB.
Al presionar por primera vez el pulsador 1PB se conecta a la línea el motor 1, al presionarlo por
segunda vez se conecta a la línea el motor 2 con sus respectivos señalizadores.
Al presionar 2PB se apaga el motor o los motores que estén en funcionamiento.
Se debe tener protección contra sobrecarga por medio de un relé y la actuación de este debe
generar una alarma luminosa.
Desarrollo.
Entradas
1PB - Pulsador de inicio/paro
2PB - Pulsador de emergencia
Salidas
1M - Contactor para Motor
L2 - Piloto verde
L3 - Piloto rojo
Figura 3.
Programa:
Conclusiones.___________________________
_______________________________________
Bibliografía:
60
Práctica No. 19
Control de un Garaje.
Objetivo.
 Utilizar distintas herramientas que ofrece el PLC y observar cómo funcionan en un ejemplo de la
vida cotidiana.
Automatizar un garaje de cinco plazas de tal forma que si éste se encuentra lleno, se encienda una
luz indicándolo y no suba la barrera de entrada (sólo la de salida). En caso contrario deberá estar
encendida otra luz indicando “LIBRE” estando habilitadas las dos barreras.
El garaje consta de 5 plazas. Además se debe tener una señalización que indique que el sistema
está listo para arrancar.
Disponemos de un sensor fotoeléctrico y una barrera en la entrada y lo mismo en la salida.
Desarrollo.
A continuación se muestran la asignación de variables, el diagrama y el programa que se pueden
implementar para cumplir con el objetivo de esta práctica.
Entradas
S1-Sensor fotoeléctrico para la entrada
S2 - Sensor fotoeléctrico para la salida
Salidas
1M – Contactor para motor 1.
2M – Contactor para motor 2.
L2 - Luz de señalización de “LLENO”
L3 - Luz de señalización de “LIBRE”
Diagrama:
Programa:
Conclusiones.__________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Bibliografía:
Figura 4.
61
Práctica No. 20
Control de un Semáforo.
Objetivo.
vida cotidiana.
Se dispone de un semáforo, el cual en condiciones normales se encuentra del siguiente modo:
 Rojo para peatones.
 Amarillo en estado de transición.
 Verde para vehículos.
En el mismo instante que un peatón presione el pulsador situado en el semáforo, éste pasará a
amarillo, estado de transición que durará 5 segundos. Finalizado éste, pasará a estado rojo para la
detención de los vehículos y la circulación de peatones.
El tiempo de duración fijado para el color rojo será de 15 segundos. Finalizado el proceso, el
semáforo regresará al estado normal (verde). Durante el tiempo de duración del ciclo, deberá evitarse
que cualquier nueva activación sobre el pulsador, rearme el ciclo.
Desarrollo.
A continuación se muestran la asignación de variables, el diagrama y el programa que se pueden
implementar para cumplir con el objetivo de esta práctica.
Entradas
1PB - Pulsador peatón
Salidas
L3 - Luz roja
L2 - Luz verde
L1 - Luz amarilla
Diagrama:
Programa:
Conclusiones.__________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Bibliografía:
Figura 5.
62
Práctica No. 21
Control de un Motor Trifásico con Desconexión Temporizada.
Objetivos.
 Aprender a utilizar los distintos tipos de retardos que ofrece el PLC.
 Aprender a utilizar la activación de contactos mediante flancos (de subida y de bajada).
Contenido.
1. Tipos de retardos que ofrece Step 7.
2. Cantidad y duración de cada tipo de retardo.
3. Como se configura un retardo.
4. Ejercicio de aplicación propuesto.
Desarrollo.
Se desea controlar un motor trifásico por medio de dos pulsadores de marcha y paro (1PB y 2PB)
con desconexión automática a los 20 segundos.
El motor también debe desconectarse en forma inmediata y automática por sobrecarga y emitir una
señal de alarma luminosa.
Desarrollo (Cont.):
Entradas
1PB - Pulsador de marcha
OL - Contacto auxiliar relé térmico
Salidas
1M - Contactor de línea para motor
L1 - Luz de funcionamiento normal
L2 – Alarma por sobrecarga
Programa:
Conclusiones.__________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Bibliografía:
Figura 6.
63
Práctica No. 22
Control Simultáneo para dos Motores.
Objetivo.
 Controlar el funcionamiento de dos motores mediante las herramientas ofrecidas por el PLC.
Se desea controlar dos motores así:
Al presionar el pulsador 1PB se conecta a la red el motor 1. Al presionar el pulsador 2PB se conecta
el motor 2 y 30 segundos. Después se desconecta automáticamente el motor 1.
Cada motor debe tener su respectivo señalizador de funcionamiento normal.
La actuación de un relé térmico debe desconectar el sistema y generar una alarma luminosa.
Desarrollo.
Entradas
1PB - Pulsador motor 1
3PB – Pulsador motor 2
Salidas
1M - Contactor de línea para motor 1
2M - Contactor de línea para motor 2
1L – Luz funcionamiento motor 1
2L – Luz funcionamiento motor 2
3L – Alarma por sobrecarga
Programa:
Conclusiones.__________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Bibliografía:
Figura 7.
64
Práctica No. 23
Arranque ESTRELLA - DELTA.
Objetivo.
 Diseñar e implementar el programa y circuitos necesarios para efectuar un correcto arranque
Estrella – Delta.
Considérese el circuito para el arranque estrella – delta. Al presionar el pulsador 1PB los devanados
del motor se conectan en Y (estrella) permitiendo el arranque a tensión reducida.
Después de 15 segundos los devanados del motor se reconectan en Delta permitiendo la operación
a plena tensión (voltaje de línea).
La actuación del relé térmico debe desconectar el motor y generar una alarma luminosa intermitente
El contactor que efectúa la conexión en estrella debe estar enclavado mecánica y/o eléctricamente
con el contactor que hace la reconexión en Delta.
Con el pulsador 2PB se detiene el motor cuando se desee.
Desarrollo.
Entradas
1PB - Pulsador de marcha.
2PB - Pulsador de paro.
OL Contacto auxiliar del relé térmico.
Salidas
1M - Contactor de estrella (Y). M
2M - Contactor de delta (Δ).N
3M – Contactor de línea D
L1 – Señalización arranque estrella
L2 – Señalización arranque delta
L3 - Alarma por sobrecarga
Programa:
Conclusiones.__________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Bibliografía:
Figura 8.
65
Práctica No. 24
Control electromagnético de un motor de CA de jaula de ardilla.
Frenado Electromagnético
Objetivos.
 Efectuar el correcto frenado electromagnético mediante las herramientas que ofrece el PLC.
 Observar los tiempos de maniobra con y sin frenado electromagnético.
Diseñar e implementar el programa y los circuitos necesarios para el arranque directo en vacío de un
motor trifásico CA de jaula de ardilla a plena carga con señalización y protección contra sobrecarga.
Cuando se presione el pulsador de paro se debe frenar el motor mediante la aplicación de CD; este
control debe estar temporizado.
La actuación del relé térmico debe desconectar el motor y generar una alarma luminosa.
Desarrollo.
Entradas
Salidas
1M - Contactor de línea para motor.
2M - Frenado.
1L – Luz funcionamiento motor.
2L – Alarma por sobrecarga.
Programa:
Realizar la Programa en KOP, FUP y AWL.
Conclusiones.___________________________
________________________________________
________________________________________
________________________________________
Bibliografía:
Figura 9.
66
Práctica No. 25
Arranque ESTRELLA DELTA y Frenado Electromagnético
Objetivos.
 Combinar el arranque estrella – delta y el frenado electromagnético de un motor utilizando el PLC
y sus herramientas.
 Comparar las corrientes de arranque cuando se hace mediante el método de estrella – delta y el
directo.
Diseñar e implementar el programa y circuitos necesarios para el arranque de un motor mediante el
método Estrella – Delta con frenado electromagnético con protección de sobrecarga y las respectivas
señalizaciones.
Desarrollo.
Entradas
OL Contacto auxiliar del relé térmico.
Salidas
1M - Contactor de estrella (Y). M
2M - Contactor de delta (Δ).N
3M – Contactor de línea D
4M – Contactor para frenado
L1 – Señalización arranque estrella
L2 – Señalización arranque delta
Programa:
Conclusiones.__________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Bibliografía:
Figura 10.
67
Práctica No. 26
Control para una Escalera Electromecánica.
Objetivo.
vida cotidiana.
Una escalera mecánica se coloca en el estado de disponibilidad para el servicio por medio de un
interruptor de llave S1. El arranque se efectúa automáticamente al ser interrumpida una celda
fotoeléctrica lo cuál debe ser señalizado mediante una lámpara que supone que una persona ha entrado
a la escalera.
Después de cada interrupción de la celda fotoeléctrica, la escalera debe permanecer conectada
durante 40 segundos. La desconexión de la escalera también puede suceder como consecuencia de:
 Actuación sobre S1 en la posición de apagado.
 El accionamiento de dos pulsadores de paro de emergencia S2 y S3.
 La actuación del relé térmico que protege el motor de la escalera. En este caso se debe generar
una alarma luminosa.
Para reiniciar el sistema se debe volver a accionar con el interruptor de llave.
Desarrollo.
Entradas
(S1) - Interruptor general de llave.
F (S2) – Sensor fotoeléctrico
S2 (3PB)-Pulsador paro de emergencia superior.
S3 (4PB) -Pulsador paro de emergencia inferior.
OL - Contacto auxiliar relé térmico.
Salidas
1M Contactor de línea motor escalera.
L2- Luz funcionamiento normal
L3 - Alarma de sobrecarga.
Diagrama:
Programa:
Conclusiones.__________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Bibliografía:
Figura 11.
Autores Juan Pérez Cruz y Manuel Pineda Sánchez,
68
Práctica No. 27
Control para una Banda Transportadora.
Objetivo.
 Utilizar distintas herramientas que ofrece el PLC combinándolas con el uso de sensores y
observar cómo funcionan en un ejemplo de la industria.
Se tiene una banda transportadora que debe transportar elementos que proceden de 3 puestos
diferentes de montaje.
Al colocar una pieza sobre la banda se acciona un sensor de peso (o fotoeléctrico) S1, S2, S3 en
cada punto.
En cada uno de los puestos de montaje se tiene una lámpara de señalización L2, L3, L4 la cual se
enciende cuando es activado el respectivo sensor de peso.
Después de la colocación del último elemento de montaje se arranca el motor de la banda de forma
automática.
El motor permanece conectado durante 30 seg., que es el tiempo de transporte entre el puesto N1 y
el recolector. Después de este tiempo se detiene la banda automáticamente, apagándose las lámparas
de cada puesto. Con ello se indica que puede reiniciar el proceso.
La actuación del relé térmico que protege el motor de la escalera. En este caso se debe generar una
alarma luminosa.
Desarrollo.
pueden implementar.
Entradas
S1- Sensor de posición o de peso del puesto N°1.
S2 - Sensor de posición o de peso del puesto N°2.
S3 - Sensor de posición o de peso del puesto N°3.
OL Contacto auxiliar del relé térmico
Diagrama:
Salidas
1M – Contactor motor de banda transportadora
L2 - Señalización operación puesto N°1.
Programa:
Conclusiones.__________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Bibliografía:
Figura 12
69
Práctica No. 28
Contador de objetos para Banda Transportadora.
Objetivo.
 Utilizar distintas herramientas que ofrece el PLC combinándolas con el uso de sensores y
observar cómo funcionan en un ejemplo de la industria.
Se desea implementar un circuito para el conteo de los objetos que se desplazan sobre una banda
transportadora.
Al presionarse 1PB debe ponerse en funcionamiento la banda transportadora con señalización de
funcionamiento.
Cada vez que un objeto interrumpe el rayo de luz, el sensor fotoeléctrico genera un impulso sobre la
entrada del contador el cual está programado para un acumulado de 100.
Al presentarse el lleno del contador el motor debe desconectarse automáticamente y generar
durante 30 seg. Una señal de alarma luminosa por medio de L3. Así mismo, el contador debe
reposicionarse en ceros para disponer de un nuevo conteo a partir del instante en que se vuelva a poner
en funcionamiento la banda transportadora.
Con el pulsador 2PB se detiene a voluntad la banda transportadora.
Desarrollo.
Entradas
F – Interruptor fotoeléctrico.
Salidas
1M - Contactor de motor banda.
L2- Luz funcionamiento normal.
L3 – Luz que Indica lleno del contador.
Diagrama:
Figura 13.
Programa:
Conclusiones.__________________________
_______________________________________
Bibliografía:
70
Práctica No. 29
Control FORWARD – REVERSE para un motor AC de jaula de ardilla.
Objetivo.
 Diseñar e implementar el programa y circuito para realizar el arranque directo de un motor.
Controlar un motor de CA de jaula de ardilla mediante arranque directo, con inversión de marcha en
transición abierta con señalización de funcionamiento y falla por sobrecarga y falla de pulsación. Para
garantizar la transición abierta, el selector debe estar el estado neutro.
La actuación de un relé térmico debe desconectar el sistema y generar una alarma luminosa.
Además se debe contar con un pulsador que habilite el proceso después de una falla (reset).
Desarrollo.
Entradas
P1- Posición de selector FORWARD
P2 - Posición de selector REVERSE
1PB - Pulsador de reset
OL Contacto auxiliar relé térmico
--
Salidas
1M - Contactor FORWARD
2M - Contactor REVERSE
L2 – Señalización FORWARD
L4 – Señalización REVERSE
L3 – Señalización por sobrecarga
Programa:
Conclusiones.__________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Bibliografía:
Figura 14.
71
Práctica No. 30
Control Electromagnético para un Motor de rotor devanado con cambio selectivo de velocidad.
Objetivo.
 Diseñar e implementar el programa y circuitos necesarios para efectuar un arranque directo y
cambio selectivo de velocidad de un motor de rotor devanado.
Se desea implementar un circuito que efectúe sobre un motor de rotor devanado lo siguiente:
 Arranque directo
 Variación de velocidad por medio de un selector de dos posiciones con señalización para cada
velocidad.
 Protección contra sobrecarga por medio de un relé térmico el cuál debe desconectar el sistema y
generar una alarma luminosa.
 Pulsador de reset.
Desarrollo.
Entradas
P1- Posición de selector BAJA
P2 - Posición de selector ALTA
1 PB - Pulsador de reset
OL Contacto auxiliar relé térmico
Salidas
1M - Contactor BAJA
2M - Contactor ALTA
L2 – Señalización BAJA
L4 – Señalización ALTA
L3 – Señalización por sobrecarga
Programa:
Conclusiones.__________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Bibliografía:
Figura 15.
72
Simulador de Tarjeta de Adquisición de datos
Data_Asus_7404_PLC.
73

informacion-general-de-PL

Transcripción

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