Unidad V Tema 1 PLC(ICI)

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    11-Nov-2015

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Trabajo de Investigacin de la Unidad V: PLC en la Ctedra: Instrumentacin y Control Industrial.

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  • Universidad de Oriente

    Ncleo de Monagas

    Escuela de Ingeniera y Ciencias Aplicadas

    Curso Especial de Grado - rea: ACPI

    Instrumentacin y Control Industrial

    Maturn Estado Monagas

    Unidad V: PLC

    Profesor: Bachilleres:

    Ing. Moiss Prez Mata Lpez, Francis

    C.I. 21.347.654

    III Cohorte Automatizacin y Salazar Faras, Luis Germn

    Control de Procesos Industriales C.I 20.648.461

    Equipo PLC

    Maturn, Abril de 2015

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    NDICE

    Pg.

    NDICE ............................................................................................................................................... 2

    INTRODUCCIN .............................................................................................................................. 3

    MARCO TERICO ............................................................................................................................ 4

    1. QU ES UN PLC? .................................................................................................................... 4

    2. HISTORIA DE LOS PLC ........................................................................................................... 4

    3. ELEMENTOS QUE CONTIENE UN PLC. ............................................................................... 5

    4. VENTAJAS DE LOS PLC. ........................................................................................................ 5

    5. LAS FUNCIONES BSICAS DE UN PLC. .............................................................................. 6

    6. TIPOS DE PLC ........................................................................................................................... 6

    PLC TIPO NANO ....................................................................................................................... 6

    PLC TIPO COMPACTOS .......................................................................................................... 7

    PLC TIPO MODULAR .............................................................................................................. 7

    DISCUSIN ........................................................................................................................................... 8

    CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 10

    REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS .............................................................................................. 11

  • 3

    INTRODUCCIN

    Un controlador lgico programable, ms conocido por sus siglas en ingls PLC

    (programmable logic controller), es una computadora utilizada en la ingeniera automtica

    o automatizacin industrial, para automatizar procesos electromecnicos, tales como el

    control de la maquinaria de la fbrica en lneas de montaje o atracciones mecnicas.

    Los PLC son utilizados en muchas industrias y mquinas. A diferencia de las

    computadoras de propsito general, el PLC est diseado para mltiples seales de entrada

    y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido elctrico y resistencia a la

    vibracin y al impacto.

    Los programas para el control de funcionamiento de la mquina se suelen

    almacenar en bateras copia de seguridad o en memorias no voltiles. Un PLC es un

    ejemplo de un sistema de tiempo real duro, donde los resultados de salida deben ser

    producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, de lo

    contrario no producir el resultado deseado.

    El control de procesos industriales se estaba haciendo de forma cableada por medio

    de contactores y relees. Al operario que se encontraba a cargo de este tipo de instalaciones,

    se le exiga tener altos conocimientos tcnicos para poder realizarlas y posteriormente

    mantenerlas. Adems cualquier variacin en el proceso supona modificar fsicamente gran

    parte de las conexiones de los montajes, siendo necesario para ello un gran esfuerzo tcnico

    y un mayor desembolso econmico.

    El Controlador Lgico Programable (PLC) naci como solucin al control de

    circuitos complejos de automatizacin.

  • 4

    MARCO TERICO

    1. QU ES UN PLC?

    El PLC es un dispositivo electrnico 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.

    Es un dispositivo operado digitalmente, que usa una memoria para el almacenamiento

    interno de instrucciones con el fin de implementar funciones especficas, tales como lgica,

    secuenciacin, registro y control de tiempos, conteo y operaciones aritmticas, para

    controlar a travs de entradas/salidas digitales o analgicas, varios tipos de mquinas o

    procesos.

    2. HISTORIA DE LOS PLC

    Su historia se remonta a finales de la dcada de 1960, cuando la industria busc en las

    nuevas tecnologas electrnicas una solucin ms eficiente para reemplazar los sistemas de

    control basados en circuitos elctricos con rels, interruptores y otros componentes

    comnmente utilizados para el control de los sistemas de lgica combinacional.

    En 1968 GM Hydramatic (la divisin de transmisin automtica de General Motors)

    emiti una solicitud de propuestas para un reemplazo electrnico de los sistemas cableados

    de rels. La propuesta ganadora vino de Bedford Associates. El resultado fue el primer

    PLC, designado 084 porque era el proyecto de Bedford Associates n 84.2 Bedford

    Associates comenz una nueva empresa dedicada al desarrollo, fabricacin, venta y

    mantenimiento de este nuevo producto: Modicon (MOdular DIgital CONtroler).

    Una de las personas que trabajaron en ese proyecto fue Dick Morley, quien es

    considerado como el padre del PLC.3 La marca Modicon fue vendida en 1977 a Gould

    Electronics, y posteriormente adquirida por la compaa alemana AEG y luego por la

    francesa Schneider Electric, el actual propietario.

    Los primeros PLC fueron diseados para reemplazar los sistemas de rels lgicos. Estos

    PLC fueron programados en lenguaje Ladder, que se parece mucho a un diagrama

    esquemtico de la lgica de rels. Este sistema fue elegido para reducir las demandas de

    formacin de los tcnicos existentes. Otros autmatas primarios utilizaron un formulario de

    listas de instrucciones de programacin.

    Los PLCs modernos pueden ser programados de diversas maneras, desde la lgica de

    escalera de rels, a los lenguajes de programacin tales como dialectos especialmente

  • 5

    adaptados de BASIC y C. Otro mtodo es la lgica de estado, un lenguaje de programacin

    de alto nivel diseado para programar PLC basados en diagramas de estado.

    3. ELEMENTOS QUE CONTIENE UN PLC.

    Unidad Central de proceso

    Mdulos de entrada

    Mdulos de salida

    Fuente de Alimentacin

    Dispositivos perifricos

    Interfaces

    El PLC es un sistema de microprocesador; en otras palabras una computadora de

    tipo industrial. Tiene una Unidad central de procesamiento mejor conocido como CPU,

    interfaces de comunicacin, y puertos de salida y entrada de tipo digital o anlogo.

    La unidad central es el cerebro del PLC. Este toma las decisiones relacionadas al control de la mquina o proceso. Durante su operacin, el CPU recibe entradas de

    diferentes dispositivos de censado, ejecuta decisiones lgicas, basadas en un programa

    almacenado en la memoria, y controla los dispositivos de salida de acuerdo al resultado de

    la lgica programada.

    4. VENTAJAS DE LOS PLC.

    Son un gasto efectivo para controlar sistemas complejos.

    Son flexibles y pueden ser aplicados para controlar otros sistemas de manera

    rpida y fcil.

    Su capacidad computacional permite disear controles ms complejos

    La ayuda para resolver problemas permite programar fcilmente y reduce el

    tiempo de inactividad del proceso.

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    Sus componentes confiables hacen posible que pueda operar varios aos sin

    fallas.

    Capacidad de entradas y salidas

    Monitoreo

    Velocidad de operacin.

    Estn diseados para trabajar en condiciones severas como: vibraciones,

    campos magnticos, humedad, temperaturas extremas.

    Un PLC o Autmata Programable posee las herramientas necesarias, tanto de

    software como de hardware, para controlar dispositivos externos, recibir seales de

    sensores y tomar decisiones de acuerdo a un programa que el usuario elabore segn el

    esquema del proceso a controlar.

    5. FUNCIONES BSICAS DE UN PLC.

    Deteccin

    El PLC detecta seales del proceso de diferentes tipos.

    Mando

    Elabora y enva acciones al sistema segn el programa que tenga.

    Dialogo hombre maquina

    Recibe configuraciones y da reportes al operador de produccin o supervisores.

    Programacin

    El programa que utiliza permite modificarlo, incluso por el operador, cuando se

    encuentra autorizado.

    6. TIPOS DE PLC

    Debido a la gran variedad de los PLC, tanto en sus funciones, en su capacidad, en su

    aspecto fsico y otros, es que es posible clasificar teniendo en cuenta sus distintas

    caractersticas.

    PLC TIPO NANO

    Generalmente este PLC (Fuente, CPU e I/O integradas) que puede manejar un

    conjunto reducido de I/O, en un nmero inferior a 100, permiten manejar entradas y salidas

    digitales y algunos mdulos especiales.

  • 7

    PLC TIPO COMPACTOS

    Estos PLCs tienen incorporado la Fuente de Alimentacin, su CPU y mdulos de I/O en un solo mdulo principal y permiten manejar desde unas pocas I/O hasta varios

    cientos (alrededor de 500 I/O) , su tamao es superior a los Nano PLC y soportan una gran

    variedad de mdulos especiales, tales como:

    Entradas y salidas anlogas.

    Mdulos contadores rpidos.

    Mdulos de comunicaciones.

    Interfaces de operador.

    Expansiones de I/O.

    PLC TIPO MODULAR

    Estos PLCs se componen de un conjunto de elementos que conforman el controlador final, estos son:

    Rack.

    Fuente de Alimentacin.

    CPU.

    Mdulos de I/O.

    Comunicaciones.

    Contaje Rpido.

    Funciones especiales:

    De estos tipos existen desde los denominados MicroPLC que soportan gran cantidad

    de I/O, hasta los PLC de grandes prestaciones que permiten manejar miles de I/O.

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    DISCUSIN

    El PLC es un dispositivo electrnico 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.

    Su historia se remonta a finales de la dcada de 1960, cuando la industria busc en las

    nuevas tecnologas electrnicas una solucin ms eficiente para reemplazar los sistemas de

    control basados en circuitos elctricos con rels, interruptores y otros componentes

    comnmente utilizados para el control de los sistemas de lgica combinacional.

    Los PLC como ya hemos visto son dispositivos electrnicos utilizados para controlar de

    forma autnoma diferentes procesos generalmente en las plantas productivas y la industria,

    en la actualidad existen gran cantidad de PLC , ya que tienen ms de 50 aos operando en

    el mercado, tras haber iniciado el sistema de desarrollo de sistemas programables, para los

    aos de 1968 la industria automotriz demandaba de sistemas de control ms potente y

    confiables que permitan mejorar su eficiencia y reducir los costos de ampliacin o cambios

    producidos en su lnea de produccin reduciendo los tiempos y costos de la lneas de

    ensamble , fue as como la GM a finales de 1968 estableci los lineamientos que deberan

    cumplir los nuevos sistemas de control.

    En 1970 se inici el diseo y desarrollo de lo que despus de cuatros aos de trabajo se

    llamara y patentara como PLC por la empresa Allen Bradey marcando el inicio del

    desarrollo de diversos modelos de controladores automticos; pero fue en 1977 cuando esta

    empresa saco al mercado el PLC 2 con un procesador INTEL 8080.continuando de su

    desarrolla hasta que en 1986 anuncia la fabricacin de su ultimo controlador lgico

    programable PLC5, este dio origen de manera acelerada a la creacin de una gran variedad

    de controladores los cuales han evolucionado tanto en capacidad, desempeo y seguridad

    ofreciendo as mejores y ms rpidas aplicaciones para la industria.

    Los primeros PLC fueron diseados para reemplazar los sistemas de rels lgicos. Estos

    PLC fueron programados en lenguaje Ladder, que se parece mucho a un diagrama

    esquemtico de la lgica de rels. Este sistema fue elegido para reducir las demandas de

    formacin de los tcnicos existentes.

    El PLC es un sistema de microprocesador; en otras palabras una computadora de tipo

    industrial. Tiene una Unidad central de procesamiento mejor conocido como CPU,

    interfaces de comunicacin, y puertos de salida y entrada de tipo digital o anlogo.

    Se puede decir que en todos los PLC hay tres elementos principales de Hardware, como

    lo son tarjetas de entradas tarjetas de salidas y CPU. Las tarjetas de entrada tienen como

    objetivo convertir las seales de campos en un formato lgico de ceros y unos (0/1) que el

    CPU del PLC puede entender por citar un ejemplo la temperatura de un tanque se mide

    utilizando un termopac el cual varia el voltaje dependiendo de la temperatura censada,

    dicho voltaje se conecta a una tarjeta de entrada del PLC que el CP de este puede entender,

    convirtindolo en un valor lgico de tal manera que el controlador puede utilizar la

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    temperatura dentro de la secuencia ya programada , el CPU tiene por objetivo interpretar y

    ejecutar las instrucciones almacenadas en la memoria del PLC afn de tomar decisiones de

    variables de campo conectadas a la tarjeta de entrada.

    Las tarjetas de salidas son utilizadas para convertir la seal lgicas de ceros y uno

    resultante del proceso evaluador a seales de campos que permitan activar vlvulas,

    motores bombas, etc.

    Los PLC llegaron para sustituir los sistemas electromecnicos de control, por tal motivo

    no ha de extraarse que la manera de programar los PLC sea utilizando una estructura muy

    similar a los diagramas de sistemas elctricos el cual es conocido como diagrama escalar el

    cual costa de actuar, evaluar contactos y bobinas muy similar a como lo hara un diagrama.

    En la actualidad el campo de aplicacin de un PLC es muy extenso. Se utilizan

    fundamentalmente en procesos de maniobras de mquinas, control, sealizacin, etc. La

    aplicacin de un PLC abarca procesos industriales de cualquier tipo y ofrecen conexin a

    red; esto te permite tener comunicado un PLC con una PC y otros dispositivos al mismo

    tiempo, permitiendo hacer monitoreo, estadsticas y reportes.

  • 10

    CONCLUSIONES

    El PLC es un dispositivo electrnico 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.

    Hoy en da, los PLC's no solo controlan la lgica de funcionamiento de mquinas,

    plantas y procesos industriales, sino que tambin pueden realizar operaciones aritmticas,

    manejar seales anlogas para realizar estrategias de control, tales como controladores PID

    (Proporcional Integral y Derivativo). Los PLC's actuales, pueden comunicarse con otros

    controladores y computadoras en redes de rea local, y son una parte fundamental de los

    modernos sistemas de control distribuido.

    La mayor parte de los sistemas productivos que cuentan con PLC permiten mejorar

    la productividad y mayor velocidad al desarrollar proyectos, tambin permite disminuir el

    costo de crecimiento y de mantenimiento dado que los PLC son reutilizables, tambin

    ayuda a reducir significativamente las mermas y evitan los errores humanos que puedan

    causar prdidas.

    Uno de los grandes logros de los PLC es que tambin permite estandarizar la

    calidad ya que no dependen de un operador que pueda hacer las cosas de una manera cada

    vez distintas, ya que los PLC permitirn calibrar trabajar siempre de la misma manera,

    finalmente podremos decir que con todas estas ventajas los PLC lo que permite es un

    incremento de la productividad tanto de los que desarrollan proyectos como de usuarios que

    utilizan los PLC en la automatizacin.

    En la actualidad el campo de aplicacin de un PLC es muy extenso. Se utilizan

    fundamentalmente en procesos de maniobras de mquinas, control, sealizacin, etc. La

    aplicacin de un PLC abarca procesos industriales de cualquier tipo y ofrecen conexin a

    red; esto te permite tener comunicado un PLC con una PC y otros dispositivos al mismo

    tiempo, permitiendo hacer monitoreo, estadsticas y reportes.

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    REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

    CREUS, A. (2011). Instrumentacin Industrial. [Libro en lnea]. Barcelona: Marcombo, S.A.

    Disponible en: http://books.google.co.ve/books?id=iVpNZ9H0tUC&printsec=frontcover#v=onepa

    ge&q&f=false

    [Consultado el 25 de Abril de 2015].

    Controlador Lgico Programable. Disponible en:

    http://es.wikipedia.org/wiki/Controlador_l%C3%B3gico_programable.

    (Consultado el 25 de Abril de 2015)

    Controlador Lgico Programable PLC. Disponible en:

    http://www.efn.uncor.edu/departamentos/electro/cat/eye_archivos/apuntes/a

    _practico/CAP%209%20Pco.pdf. (Consultado el 25 de Abril de 2015).

    Controlador Lgico Programable PLC. Disponible en:

    http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lmt/maza_c_ac/capitulo4.

    pdf. (Consultado el 25 de Abril de 2015)

    Controlador Lgico Programable PLC. Disponible en:

    http://www.abcinnova.com/articulos-e-informacion/18-ique-es-un-plc-y-que-

    beneficios-tiene.html (Consultado el 25 de Abril de 2015)