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Estructuras y Programación de Automatismos - Coggle Diagram
Estructuras y Programación de Automatismos
Ejecución de programas
Antes de entrar en el ciclo de operación el autómata realiza una serie de operaciones que tratan de inicializar los estados del mismo y chequear el hardware
Si encuentra un error en el chequeo, activa un LED como reporte de error
Transcurrido el proceso inicial y si no han aparecido errores en autómata entra en el ciclo de operación
El ciclo de operación puede considerarse dividido en tres bloques
Ejecución de porgrama
Se consultan los estados de las entradas y de las salidas y se elaboran las ordenes de mando o de salida a partir de ellos
Servicio a periféricos
Es únicamente atendido si hay pendiente algún intercambio con el exterior
Proceso común
Se realizan los chequeos cíclicos de conexiones y de memoria de programa
Descripciones literales
La descripción del proceso y su control puede hacerse con la enumeración literal de las acciones a desarrollar
La descripción literal o se hace exhaustiva o no es totalmente univoca con el proceso que se quiere controlar
Existen otras formas de representación, de sintaxis mas definida, que permiten descripciones mas concisas y claras de la tarea de control
Funciones algebraicas
Se pueden obtener directamente a partir de las especificaciones del cliente o derivarse de ellas aplicando métodos de síntesis basados en el algebra de Boole
Esta representación puede ser tan compleja como sea necesario, siempre y cuando se respeten las reglas del algebra
La representación booleana esta restringida a las variables que adoptan únicamente dos estados (por convenio, 0 y 1)
Esquema de relevadores
Es la representación grafica de las tareas de automatización mediante símbolos de contactos abierto-cerrado
La función de control obtenida dependerá de las conexiones entre los distintos contactos de los reles
Este modelo grafico origina en las tecnologías electromecánicas de ejecución de sistemas de mando
Presenta deficiencias en cuanto a la representación de funciones secuenciales complejas (secuenciadores, registro de memorias, etc)
Diagramas lógicos
El conjunto de todos los símbolos con sus interrelaciones forman el logigrama del sistema de control
El logigrama es la representación compacta e independiente de la tecnología de construcción del mismo (eléctrica, neumática, etc)
Se basa en el empleo de símbolos de normalización (puertas) que representan funciones lógicas directas del algebra de Boole (AND, OR, etc)
Representación GRAFCET
Combina las ventajas de la presentación secuencia grafica con la integración de los modelos preexistentes
Normalizado según la norma internacional IEC 848
Representa directamente la sucesión de las Etapas dentro de un ciclo de producción separadas por Transiciones
El ciclo se desarrolla etapa por etapa
Mientras una etapa esta activa, el control:
Ejecuta la función de mando correspondiente a la etapa
Consulta las condiciones de transición para el salto a la siguiente
Programación lineal
Considera el problema de control, en su conjunto, y lo programa escribiendo las instrucciones las instrucciones según una secuencia de lineal
Define el conocido ciclo de operación de cuatro pasos
Entrada y salida de datos
Ejecución secuencial de programa
Supervisión y chequeos
Servicio a periféricos externos
Las sentencias se ejecutan secuencialmente para su ejecución, mientras están disponibles continuamente todos los recursos de maquina (entradas, salidas, variables internas, etc.)
Programación estructurada
Estos bloques deben estar diferenciados por el tipo de tratamiento que realizan, es decir, por el tipo de instrucciones que contienen (aritméticas, de comunicación, etc.)
Programacion modular
Cuando toda la tarea a programar esta contenida en módulos independientes entre si, organizada desde un modulo raiz
Divide la tarea a programar en subprogramas o módulos, que corresponden a tratamientos de módulos
Los módulos se clasifican según el tipo de instrucciones o datos que contienen, o incluso según el tipo de lenguaje en que están escritos
Programación por subrutinas
En este caso no existe un programa raíz, sino un programa principal, que contiene gran parte de las sentencias de la tarea
Este tipo de programación es útil para el desarrollo de programas complejos, esto gracias a la división de la programación en partes
Ventajas
Puede repartirse la programación entre diferentes programadores
Puede escribirse los bloques en diferentes lenguajes (si el software lo permite)
La tarea de divide en partes
Las modificaciones de puesta a punto se realizan mucho mas rápidamente
Parametrización de modulos funcionales
Existen diferentes niveles de complejidad y estandarización en estos bloques funcionales
Tratamiento de bloques o tablas de datos, que permiten la gestión de altos volúmenes de información, para transferencia, estadística, etc
Funciones de comunicación, para autómatas que admiten conexiones punto a punto o en red con otros elementos
Bloques funcionales de expansión, ofrecidos como expansiones al lenguaje básico (operaciones aritméticas, conversiones de código, etc)
Módulos funcionales, totalmente parametrizables, utilizados para resolver funciones muy especificas o muy deseadas por el usuario
Bloques funcionales básicos, de carácter secuencial, de uso universal (temporizadores, contadores, etc)
Programación multitarea
Cada tarea constituye una entidad de programación completa, con sus propias entradas, salidas, sentencias y ciclo de operación
Estas tareas parciales intentan actuar de forma concurrente sobre los recursos del sistema, por lo que debe existir un elemento planificador o supervisor
Cada tarea se compone de un programa principal, ejecutado de forma cíclica periódicamente o no y, eventualmente, subprogramas locales
El elemento supervisor puede actuar de dos formas:
Decidiendo, en cada instante, que tarea estará activa y tendrá acceso a todos los recursos
A cada tarea se le asigna una prioridad, y el supervisor activa la tarea mas prioritaria de entre todas las que la soliciten
Gestionando el acceso a buses de los distintos procesadores
Consiste en asignar unidades de tiempo a cada tarea, unidades que constituirán el tiempo de ciclo deseado para ella
Programación básica
La programación en PLC se compone de diversas fases:
Diseño de los algoritmos
Programación de código
Defincicion de la arquitectura del automatismo
Depuración, test y verificación de programa
Definición y análisis del problema
Aplicación industrial del PLC
Su aplicación abarca desde procesos de fabricación industrial de cualquier tipo, hasta transformaciones industriales
Aplicaciones en maquinas
Proeso de grava, arena y cemento
Industrial del plástico
Industrial de mueble y madera
Maquinas-herramientas complejas
Proceso textiles de confeccion
Ensamblaje
La utilización del PLC se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario realizar procesos de maniobra, control, señalización, etc
Instalaciones de:
Frio industrial
Almacenamiento y transvase de cereales
Seguridad
Plantas enbotelladoras
Aire acondicionado, calefacción
Tratamientos térmicos
Plantas depuradoras de residuos
Ceramica
Su eficacia se aprecia, fundamentalmente, en procesos en que se produce necesidades tales como:
Procesos secuenciales
Maquinaria de procesos variables
Proceso de producción periódicamente cambiante
Instalaciones de procesos complejos y amplios
Esapacio reducido
Documentación del sistema de PLC
Los sistemas de documentación son alternativas computarizadas a la producción manual de documentos del PLC
Los mas básicos de los sistemas de documentación implican paquetes de software que incluyen tanto herramientas de programación como las de Documentación
La documentación adecuada puede ser de gran ayuda y ahorrar tiempo y dinero cuando se necesitan rápidas revisiones y correcciones de error
Ventajas
Elimina la necesidad de varios documentos durante la resolución de problemas
El sistema genera una variedad de reportes y documentos
Muestra un único documento con prácticamente toda la información para el programa de control
Los reportes de uso de dirección, por ejemplo, listan E/S real interna y los registro de las tablas de datos especifican el uso de cada ubicación
