Unidad
5 "Aplicaciones de la Neumática-Electrónica e Hidráulica-Electrónica."
5.1
Automatización de sistemas neumáticos e hidráulicos.
Introducción:
Un sistema automatizado consta de dos partes principales:
·
Parte de mando.
·
Parte operativa
La Parte de Mando
suele ser un autómata programable (tecnología programada), aunque hasta hace
bien poco se utilizaban relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas o
módulos lógicos neumáticos (tecnología cableada). En un sistema de fabricación
automatizado el autómata programable está en el centro del sistema. Este debe
ser capaz de comunicarse con todos los constituyentes de sistema automatizado.
La
automatización de los sistemas neumáticos e hidráulicos se realiza en base a
equipos modernos que constan de un dispositivo
electrónico que puede ser programado
por el usuario y se utiliza en la industria para resolver problemas
de secuencias en la maquinaria o procesos, ahorrando costos en
mantenimiento y
aumentando la confiabilidad
de los equipos.
Ø
Sistemas PLC
PLC:
máquina electrónica programable por personal no informático, destinada a
cumplir en un ambiente industrial y en tiempo real funciones de automatismos
lógicos, combinatorios y secuenciales.
Se trata de
un sistema modular, con una CPU y terminales de entrada/ salida.
§
Diagrama de bloques:
§
Ciclo de control/tratamiento PLC:
- Leer entradas
- Calcula salidas
- Escribir salidas
Ø
Sistemas de Automatización Neumática
Mecanismos Habituales:
Compresores, electroválvulas, émbolos etc. Ejemplos: Frenos de Ferrocarriles,
máquinas de disparo neumático etc.
Ø
Sistemas de Automatización Hidráulica: Presenta características muy
similares a los mecanismos neumáticos, solo que el mando hidráulico tiene un
tiempo de respuesta inferior al mando neumático. Ejemplos: dirección de
automóvil, prensas hidráulicas....
5.1.1
Operaciones básicas de programación de PLC.
·
Operaciones Lógicas.
Las
operaciones lógicas más utilizadas son: AND, OR, NOT, EXOR.
A continuación
se presentan las tablas de verdad que las definen. Los programadores de PLC
tienen formación en múltiples disciplinas y esto determina que exista una
diversidad de lenguajes. Los programadores de aplicaciones familiarizados con
el área industrial prefieren lenguajes visuales, por su parte quienes
tienen formación en electrónica o informática optan inicialmente por los
lenguajes escritos.
AND – Conjunción.
La operación lógica AND
-conjunción- entrega como resultado V si todas las entradas
son V. Esta se aplica en situaciones en las que se requiere realizar una acción si y sólo sí se cumplen un determinado número de
condiciones. En lenguaje
de contactos se realiza disponiendo los contactos en serie.
Ejemplo: En el circuito se activa Q1.2 cuando I1.0, I1.1 e
I1.2 son verdaderas. De hecho, el PLC
evalúa la rama ejecutando la operación lógica Q1.2 = I1.0 AND I1.1 AND I1.2.
OR - Disyunción.
La operación lógica OR
-disyunción - entrega como resultado V siempre que alguna de las entradas sea V, lo que
se logra poniendo los contactos en paralelo.
Ejemplo: En el circuito se activa Q1.3 si alguna de las
entradas I1.0 o I1.1 se activa. La operación
lógica es Q1.3 = I1.0 OR I1.1.
NOT -
Inversión.
La operación lógica NOT – inversión- entrega como resultado el estado
contrario al presente en la entrada, esto se logra con el uso de Contactos Normal
Cerrado.
Ejemplo: Función y operación realizada es Q1.0 = NOT I1.0.
EXOR - OR –
Exclusiva.
La
EXOR - OR -exclusiva- es V si alguna de las entradas, pero nunca ambas, es V
también; se puede decir que es V si y sólo si las entradas son distintas. Analicemos
detenidamente el circuito que la realiza.
Ejemplo: Para realizar la operación Q1.0 = I1.0 EXOR I1.1,
se debe efectuar una combinación
de operaciones AND y OR: Q1.0 = ((I1.0 AND (NOT I1.1)) OR ((NOTI1.0) AND I1.1)).En el lenguaje de contactos es
frecuente aquel caso en el cual las operaciones lógicas deben resolverse a partir de
contactos normal abierto y normal
cerrado.
·
Operaciones aritméticas
Las
operaciones aritméticas en KOP se realizan entre Enteros (16 bits) y Reales
(32bits).
Estas
operaciones se llevarán a cabo en el módulo de operación aritmética
correspondiente cuando se active la entrada de activación EN.
Las
operaciones aritméticas con reales son iguales cambiando la I por R.
Otras
operaciones aritméticas muy útiles en KOP son el incremento y el decremento que
nos permiten aumentar o disminuir una variable en una unidad cuando la entrada
de activación este activa, y el resultado saldrá a una variable resultado.
Estas
operaciones pueden aplicarse a variables tipo Byte, Entero y Doble Entero.
5.1.2 Programación de PLC.
La programación de un PLC se
realiza mediante periféricos del autómata, como pueden ser un PC, una consola
de programación, un grabador EPROM, etc. El programa que más se ha utilizado
hasta ahora ha sido el SYSWIN en sus diferentes versiones, pero se están
empezando a utilizar nuevos programas más completos, como el
CX-PROGRAMMER.
·
Instrucciones
de diagrama de relés.
Vamos
a referenciar las instrucciones por sus nemónicos. La mayoría de las
instrucciones tienen asociados uno ó más operandos que indican ó suministran
los datos sobre los que se ha de ejecutar cada instrucción, Estos suelen ser
direcciones de canales o valores constantes, toda instrucción necesita uno o
más canales de memoria.
La
mayoría de las instrucciones están disponibles en forma diferenciada y en forma
no diferenciada, distinguiéndose las primeras por un símbolo de arroba (@)
delante del nemónico de la instrucción. Una instrucción no diferenciada se
ejecuta cada vez que es escaneada siempre que su condición de ejecución sea ON,
mientras que una instrucción diferenciada se ejecuta sólo una vez después de
que su condición de ejecución pase de OFF a ON. Si la condición de ejecución no
ha cambiado o ha cambiado de ON a OFF desde la última vez que fue
escaneada la instrucción, ésta no se ejecutará.
Estas
seis instrucciones básicas corresponden a las condiciones de ejecución en un
diagrama de relés. Cada una de esta instrucciones y cada dirección de bit se
puede utilizar tantas veces como sea necesario, no existe un número limitado ni
restricciones en el orden en el que se deben utilizar mientras no se exceda la
capacidad del PLC. Las combinaciones de estas condiciones determinan la
ejecución o no de las siguientes instrucciones:
OUT y
OUT NOT se utilizan para controlar el estado del bit designado de acuerdo con
la condición de ejecución. OUT pone a ON el bit designado A para una condición
de ejecución ON y lo pone a OFF para una condición de ejecución OFF. OUT NOT
pone a ON el bit designado para una condición de ejecución OFF y lo pone a OFF
para una condición de ejecución ON.
SET pone
el bit operando a ON cuando la condición de ejecución es ON y no afecta al
estado del bit operando cuando la condición es OFF. RESET pone a OFF el bit
operando cuando la condición de ejecución es ON y no afecta al estado del bit
operando cuando la ejecución es OFF.
DIFU y
DIFD se utilizan para poner a ON el bit designado durante sólo un ciclo de
scan. Estas instrucciones se utilizan cuando no hay disponibles instrucciones
diferenciadas y se desea la ejecución de una instrucción sólo en un scan. (El
programa se ejecuta continuamente ya que es cíclico. Un scan es una sola pasada
a ese programa). Son útiles a la hora de simplificar la programación. Llevan un
contacto asociado que se pone a ON durante solo un scan.
IL
se utiliza siempre junto a ILC para crear enclavamientos en el programa. Si la
condición de ejecución de IL es ON el programa se ejecutará como está escrito,
con una condición de ejecución ON para cada instrucción que haya entre IL e
ILC. Si la condición de ejecución de IL es OFF no se ejecutarán las
instrucciones que hay entre IL e ILC.
El rango
de V es de 000.0 a 999.9, sin escribir el punto decimal y N define el número de
contador. Un temporizador se activa cuando su condición de ejecución se pone a
ON y se resetea de nuevo al valor V cuando la condición de ejecución se pone a
OFF. Existe un contacto asociado que se pone a ON cuando el temporizador
termina la cuenta y este contacto asociado será condición de ejecución de
cualquier otra instrucción. Los temporizadores se resetean cuando están
enclavados entre IL e ILC.
CNT se
utiliza para descontar a partir del valor V cuando su condición de ejecución
pasa de ON a OFF. Se resetea cuando su contacto de reset se pone a ON. También
tiene un contacto asociado que se pone a ON cuando el contador termina de
contar el valor V que sirve de condición de ejecución para cualquier otra
instrucción. Los contadores no se resetean cuando se encuentran enclavados
entre IL e ILC.
Estas
son las llamadas instrucciones de transferencia de datos más importantes:
MOV
copia el contenido del canal S al canal D cuando su condición de ejecución es
ON. S puede ser un canal ó un direccionamiento inmediato ( un valor
precedido del símbolo # ).
XFER
copia los contenidos de los canales S, S+1, S+2,..., S+N a los canales D, D+1,
D+2,..., D+N. N tiene que estar en código BCD.
BSET
copia el contenido del canal S a todos los canales existentes entre St y E. S
también puede ser un direccionamiento inmediato.
XCHG
intercambia el contenido de los canales S y T.
Consultas:
