Principios de PLC - Hardware, Configuracion e Instrucciones Basicas

James Robles Departamento de Instrumentacin Huertas College

Programmable Logic Controllers - PLC Allen-Bradley MicroLogix 1200 & RSLogix 500 - (Hardware, Configuracin e Instrucciones Bsicas)

Programmable Logic Controllers PLC Allen-Bradley MicroLogix 1200 & RSLogix 500 - (Hardware, Configuracin e Instrucciones Bsicas)

James Robles, Departamento de Instrumentacin, Huertas College

En esta presentacin:

Definicin de PLC Inputs y Outputs Procesador e interface del PLC con el Programador Trainer de PLC Allen Bradley MicroLogix 1200 Software RSLogix 500 Ladder Logic Programacin de Instrucciones Bsicas (Inputs/Outputs) Programacin con la Instruccin de Latch Programacin con Instrucciones de Compuertas Lgicas Addressing de Inputs y Outputs



Definicin de PLC:

Un PLC es un Programmable Logic Controller Es un dispositivo encargado de recibir informacin del campo en

forma de inputs y generar informacin hacia el campo en forma de outputs

Input 1

Input 2

Input 3

Input 4

Input(n)

Output 1

Output 2

Output(n)

I

n

p

u

t

R

e

g

i

s

t

e

r

Counters

O

u

t

p

u

t

R

e

g

i

s

t

e

r

PLC

Timers

Program

Logic



Definicin de PLC:

Un PLC es un Programmable Logic Controller

Input 1

Input 2

Input 3

Input 4

Input(n)

Output 1

Output 2

Output(n)

I

n

p

u

t

R

e

g

i

s

t

e

r

O

u

t

p

u

t

R

e

g

i

s

t

e

r

PLC

Inputs Processor Outputs

Counters Timers

Logic Program Files

Sequencers Data Files



Inputs y Outputs:

Los Inputs y Outputs del PLC son de niveles de voltaje esttico. Es decir, que son de dos niveles: 0 VDC 24 VDC. Adems de voltaje DC, se utiliza 0 y 120 VAC

Esto se llama niveles lgicos binarios. El input output es 0 (0 VDC) 1 (24 VDC)

Un ejemplo de un input sera un interruptor (switch) de nivel. Si en nuestro proceso se est llenando un envase, es necesario conocer cuando este nivel llega al nivel deseado.



Inputs del PLC:

El input es un contacto generado por un dispositivo en el campo. Un ejemplo sera un Level Switch

El interruptor permanecer abierto (un cero lgico) mientras est por debajo del nivel deseado

Interruptor abierto = 0 Lgico (0 VDC) Input 1 permanecer de-energizado

Input 1

Level Switch en el Campo

(Abierto)

0 Lgico

PLC

N GND

120 VAC

24 VDC



Inputs del PLC:

Al llegar al nivel deseado, el interruptor cerrar (un 1 lgico), dejando pasar voltaje hacia el input

Interruptor cerrado = 1 Lgico (24 VDC) Input 1 se energizar dentro del PLC

Input 1 1 Lgico

Level Switch en el Campo

(Cerrado) PLC

120 VAC

24 VDC N GND



Inputs del PLC:

Interruptores de Estado Slido Solid State

Vcc (+5 VDC)

c

b

e

V 0 VDC

+5 VDC



Inputs del PLC:

Interruptores de Estado Slido Solid State

Vcc (+5 VDC)

c

b

e

V +24 VDC

0 VDC



Inputs del PLC:

Interruptores de Estado Slido Solid State Vcc (+5 VDC)

c b

e

V 0 VDC

0 VDC

c b

e



Inputs del PLC:

Interruptores de Estado Slido Solid State Vcc (+5 VDC)

c b

e

V +24 VDC

+5 VDC

c b

e



Inputs del PLC:

Aislacion Acolpe ptico Opto-Coupler Se utiliza para proteger a los inputs de ruidos o voltajes altos.

INPUT 24 VDC

INPUT +5 VDC



Inputs del PLC:

El PLC recibe este input. Luego, el PLC procesa este input y de acuerdo a la programacin

genera un output. En este caso, se genera un output (24 VDC) para detener el

llenado del envase. El output desactiva una vlvula que deja pasar el fluido con que se llena el envase.



Push Button Level Switch

Proximity Switch Pressure Switch

Limit Switch Flow Switch

Temperature Switch Optical Switch

Inputs del PLC:

Ejemplos de tipos de interruptores para inputs:



Inputs del PLC:

Level Switch

Ejemplo: Un sensor de nivel cierra un contacto cuando el nivel de un envase llega al valor deseado. El PLC procesa este dato y emite un output para detener el llenado del envase.

0 0

1

1

1 1

0

0

I

n

p

u

t

s

O

u

t

p

u

t

s

PLC

Inputs Processor Outputs

Input 2

Input(n)

Output 1

Output(n)

Vlv

ula

Sole

noid

e

Output 2

Input 1

Counters Timers

Logic Program Files

Sequencers Data Files



Outputs del PLC:

El Output es un contacto generado por el PLC para activar una accin en el campo.

Output de-energizado = 0 Lgico (0 VDC) Output 1 permanecer de-energizado y la vlvula cerrada

N GND

Switch Interno en el PLC

0 Lgico

Vlvula Solenoide Cerrada

(No-Energizado)

Output 1

120 VAC

24 VDC



Outputs del PLC:

Al energizarse el Output 1, un contacto interno del PLC se energiza

Output energizado = 1 Lgico (24 VDC) Output 1 se energiza y la vlvula solenoide abrir

120 VAC

24 VDC

Switch Interno en el PLC

1 Lgico

Vlvula Solenoide Abierta

(Energizado)

Output 1

N GND



Outputs del PLC:

Ejemplos de tipos de dispositivos para outputs:

Solenoid Valve Indicator Light

Strobe Light Alarm Panel

Motor Starter Heater

Horn, Buzzer or Bell Stepper Motor



Inputs y Outputs del PLC: Ejemplo: Un sensor de nivel cierra un contacto cuando el nivel de un

envase llega al valor deseado. El PLC procesa este dato y emite un output para detener el llenado del envase.

I

n

p

u

t

s

Counters O

u

t

p

u

t

s

PLC

Timers

Logic

Level Switch

Vlvula

Solenoide

1 0 0 1

Program



Procesador del PLC: El procesador del PLC contiene los terminales de los inputs y

outputs

I

n

p

u

t

s

Counters

O

u

t

p

u

t

s

PLC

Timers

Logic

Program Files

Sequencers

Data Files

Este procesador tiene mdulos de lgica,

temporirizadores,

contadores,

secuenciadores y

programacin en general.

Adems, tiene los Data Files, donde almacena el

estatus de los inputs,

outputs e instrucciones

El Power Supply es un equipo aparte que se

conecta al PLC.



Procesador del PLC e Interfase con el Programador

PC de Interfase

del Programador

Puerto RS-232

Puerto RS-232

I

n

p

u

t

s

O

u

t

p

u

t

s

PLC

Counters

Timers

Logic

Program Files

Sequencers

Data Files



El trainer PLC de Lab-Volt utiliza el PLC Allen-Bradley MicroLogix 1200.

Este PLC consiste de 14 inputs (input 0 al input 13) y 10 outputs (output 0 al output 9). Estos I/O tienen luces

indicadoras de su estado.

Contiene un espacio para instalar una tarjeta de expansin de memoria.

Adems, tiene un conector para expandir la cantidad de inputs y outputs (I/O).

Incluye luces indicadoras de estatus del PLC. Para programar y monitorear el PLC, se utiliza el

conector RS-232 en combinacin con el software

RSLogix 500.

PLC Allen Bradley MicroLogix 1200



Trainer de PLC Allen Bradley MicroLogix 1200



Trainer de PLC Allen Bradley MicroLogix 1200 Inputs

Memory Expansion

Connector

Momentary Switches

(Normally Open)

Outputs

RS-232

Communication Port

Toggle Switches

Momentary Switch

(Normally Closed)

On / Off Switch

PLC Status

Indicators

Input Terminal

Connections

Input Status

Indicators

Output Status

Indicators

Output Terminal

Connections

Output Indicators

I/O Expansion

Connector




Expansin de Memoria Micrologix 1200 PLC

Tarjetas de Expansin de Memoria:

Memory Expansion

Connector




Expansin de I/O Micrologix 1200 PLC con 4 tarjetas de

Expansin de Tarjetas de I/O:

Connectores de Expansion de Tarjtas de I/O



El trmino HMI proviene del ingls para Human Machine Interphase

Interfase de Humano a Mquina. Es la forma de comunicarnos con el PLC o con otros

sistemas de control.

En la mayora de las ocasiones, se trata de un software que se ejecuta en un PC.

En el caso de los PLC Allen Bradley, el software es el RSLogix 500.

Para conectar el PLC a un PC, se utiliza un cable llamado RS-232.

Qu es un HMI? PLC Allen Bradley MicroLogix 1200



Cable conector de PC (RS-232) hacia PLC:

PC (RS-232) PLC (RS-232)

PLC Allen Bradley MicroLogix 1200



PLC Allen Bradley MicroLogix 1200 Cable conector de PC (RS-232) hacia PLC:

PC de Interfase

del Programador (HMI)

Puertos RS-232

Cable RS-232

Micrologix 1200 PLC


James Robles, Departamento de Instrumentacin, Huertas College James Robles, Departamento de Instrumentacin, Huertas Junior College

Software RSLogix 500:




Online Section

Instruction Section

Instruction

Category Tabs

Instruction

Toolbar

Ladder View Window Results Window

Project Tree

Main Toolbar




Pantalla del RS Logix 500:

La pantalla de RS Logix 500 tiene 5 reas bsicas: 1. Main Toolbar

2. Online Section

3. Instruction Section

Instruction Category Tabs InstructionToolbar

4. Project Tree

5. Ladder View Window

Adems, tiene un Results Window para mostrar errores de programacin





Main Toolbar Tiene instrucciones bsicas tipo Microsoft para adems de

iconos representativos de estas

Entre los mas notables son: File Permite operaciones relativos al proyecto:

Almacenamiento, Impresin, Abrir, Cerrar, etc.

Edit Permite operaciones de seleccionar, copiar, pegar, cortar, etc.

Comms Contiene operaciones para ajustar los parmetros de comunicaiones entre el software y el

PLC





Online Section Emite comandos para ejecutar el modo del software: DOWNLOAD Ejecuta el comando para enviar el

proyecto al PLC

PROGRAM Pone el siftware en modo de programar ONLINE Pone el software de modo que se vea en vivo OFFLINE Contiene operaciones para ajustar los

parmetros de comunicaiones entre el software y el PLC





Instruction Section: Tiene varias pestanas con categoras de instrucciones Algunas son: Input/Output Instrucciones bsicas de input y output Timer/Counter Instrucciones de temporizadores

(timers) y Contadores (Counters)

Logic Instrucciones de tipo lgico User Instrucciones bsicas combinadas





Project Tree: Contiene la data del proyecto clasificada por categoras: Program Files Enumera los archivos del proyecto Data Files Informacin de los datos del proyecto Force Files Archivo que contiene informacin sobre

datos forzados del proyecto

Database Informacion de las instrucciones contenidas en el software




Procedimiento para programar PLC:

Del Main Menu, seleccionar File New El RS Logix 500 subir una ventana para que se seleccione el

tipo de procesador

En el caso de nuestro trainer, se selecciona el siguiente procesador:

Bul. 1762 Micrologix 1200 Series C (1 or 2 Port Com.) Luego, se guarda el proyecto con el nombre dado: File Save As Nombre (Ej. Proyecto1.RSS) La extensin .RSS es propio de los proyectos de PLC

La pantalla estar lista para desarrollar el proyecto




Procedimiento para programar PLC:

Los programas del PLC se programan en una configuracin llamada Ladder Logic (Lgica de Escalera)

Este tipo de programacin consiste en insertar instrucciones en lneas paralelas de arriba hacia abajo

Cada lnea que se crea es llamado un Rung Las instruuciones las procesa el PLC de izquierda a derecha

y de arriba hacia abajo

Cada programa termina con la instruccin END




Instrucciones Bsicas:

Insertar lnea nueva: Del Instruction

Category User,

seleccionar Insert

New Rung

Dar doble clic o arrastrar hasta

espacio del Ladder

Logic

Cada Rung tiene su nmero en

secuencia





Inputs: Existen dos tipos bsicos de inputs:

XIC Examine if Closed XIO Examine if Open

Outputs: Existen tres tipos bsicos de outputs:

OTE Output Energize OTL Output Latch OTU Output Un-Latch





Insertar input: Del Instruction

Category User,

seleccionar Insert

XIC


espacio del Ladder

Logic





Insertar Branch: Del Instruction

Category User,

seleccionar Insert

Branch


espacio del Ladder

Logic





Insertar output: Del Instruction

Category User,

seleccionar Insert

OTE


espacio del Ladder

Logic




Download:

Dar Download: De la seccin de

Download,

seleccionar

DOWNLOAD

Seguir las instrucciones para

bajar el proyecto al

PLC

Con esta accin, se borra el proyecto

anterior

DOWNLOAD




Online:

Para ver la accion del PLC en vivo:

De la seccin de Download,

seleccionar ONLINE

Seguir las instrucciones para

ver las acciones del

field en la pantalla

ONLINE




XIC OTE

END

Rung 000

Rung 001

Circuito Normally Open




XIO OTE

END

Rung 000

Rung 001

Circuito Normally Closed




XIC OTE

END

Rung 000

Rung 001

OTE

XIO

Circuito Latch Se utiliza la instruccin de Branch para colocar

otro input en paralelo

Instruccin de Branch




XIC OTE

END

Rung 000

Rung 001

Circuito AND Gate

XIC

XIC1 XIC2 OTE1

0 1 0

0 0 0

1 0 0

1 1 1




OTE

END

Rung 000

Rung 001

Circuito OR Gate XIC1 XIC2 OTE1

0 1 1

0 0 0

1 0 1

1 1 1

XIC

XIC




Asignacion de Inputs y Outputs:

Para asignar tanto Inputs como Outputs se utiliza el siguiente formato (Address Format):

En este ejemplo se esta usando de referencia el input 0 de la tarjeta 0

I:0/0

Numero de Tarjeta Tipo de Instruccin Numero de Bit





Para asignar tanto Inputs como Outputs se utiliza el siguiente formato (Address Format):

En este ejemplo se esta usando de referencia el output 0 de la tarjeta 0

O:0/0




Software RSLogix 500: Asignacion de Inputs y Outputs:

Input 9 de la tarjeta 3

Output 1 de la tarjeta 1

I:3/9


O:1/1





I:0/0 O:0/0

END

Rung 000

Rung 001

I:0/1

Circuito Latch

O:0/0





I:0/0 O:0/0

END

Rung 000

Rung 002

Un detalle importante de la operacin de los PLC, es el hecho de que este solo ejecuta una instruccin a la vez y la

ejecucin final ocurre luego de la instruccin END.

Proceso Interno del PLC:

Rung 001

I:0/1 O:0/0




I:0/0 O:0/0

END

Rung 000

Rung 002

La ejecucin se realiza de derecha a izquierda y de arriba hacia abajo. Cuando llega la instruccin de END, es que se

energizan los outputs correspondientes.


Rung 001

I:0/1 O:0/0




I:0/0 O:0/0

END

Rung 000

Rung 002

Comenzando con el Rung 000, el I:0/0 cierra (1 lgico), entonces el O:0/0 debe estar energizado (1 lgico), pero no se energiza porque an no ha llegado la instruccin de

END


Rung 001

I:0/1 O:0/0




I:0/0 O:0/0

END

Rung 000

Rung 002

Luego se ejecuta la instruccin del Rung 001 que indica que el I:0/1 est abierto (0 lgico), entonces el O:0/0 debe estar denergizado (0 lgico)


Rung 001

I:0/1 O:0/0




I:0/0 O:0/0

END

Rung 000

Rung 002

El resultado es que al llegar la instruccin de END, el O:0/0 est denergizado, porque la ltima accin que se tom con respecto a ese output fue denergizarlo (0 lgico) a

travs del input I:0/1


Rung 001

I:0/1 O:0/0



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