Arquitectura y funcionamiento de los PLC en la Industria 4.0, Monografías, Ensayos de Controladores Lógicos Programables

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Materia: PLC

Grupo: 2MTAUTA

Profesor: Noé Gómez Villanueva

Alumno: José Humberto Cordero Vázquez

SABER 1: Investigue antecedentes y arquitectura básica de los PLC Ind. 4. Es una computadora industrial que usa la ingeniería para la automatización de procesos y tiene como finalidad, que las máquinas desarrollen efectivamente todos los sistemas que la componen (IndustriasGSL, 2021) La función de estas computadoras es el almacenamiento de datos útiles para dos funciones: el control y testeo de las piezas que conforman los sistemas utilizados en la industria, y la automatización de procesos industriales mediante la computarización de órdenes y funcionamientos específicos de cada máquina. (R, 2018) Antecedentes El MODICON 084 fue el primer PLC producido comercialmente. Con este Sistema cuando la producción necesitaba variarse, entonces se variaba el sistema y este estaba listo para seguir trabajando. En el sistema basado en relés, estos tenían un tiempo de vida limitado y se necesitaba un sistema de mantenimiento muy estricto. El alambrado de muchos relés en un sistema muy grande era muy complicado, si había una falla, la detección del error era muy tediosa y lenta. Este nuevo controlador (el PLC) tenía que ser fácilmente programable, su vida útil tenía que ser larga y ser resistente a ambientes difíciles. Esto se logró con técnicas de programación conocidas y reemplazando los relés por elementos de estado sólido. En los 80 se produjo un intento de estandarización de las comunicaciones con el protocolo MAP (Manufacturing Automation Protocol) de General Motors. También fue un tiempo en el que se redujeron las dimensiones del PLC y se pasó a programar con programación simbólica a través de ordenadores personales en vez de los clásicos terminales de programación.

una gran cantidad de constantes de control de los programas.

2. El CPU: Unidad central de procesos o de procesamiento, es la parte principal dentro de la arquitectura del PLC, se encarga de procesar datos que recibe continuamente. Efectúa decisiones lógicas y coordina diversas tareas ejecutando cálculos aritméticos y lógicos, entre otras funciones.
3. El módulo de entrada: Facilita la conexión a diversos actuadores y señales para aplicaciones específicas. Estas entradas están interconectadas a varios interruptores que serán accionados automáticamente por la máquina o por el operario.
4. Módulo de salidas: Coordinan salidas de señales que pueden ser digitales. Los PLC activan o inician una salida al instalar un voltaje al elemento empleado en el circuito. Las salidas, así como las entradas, manifiestan dos clases de valores o capacidades de tensión eléctrica; ausente (inactiva) y presente (activa).
5. La fuente de alimentación: Provee o produce toda la energía necesaria a la CPU y demás tarjetas tal como se haya configurado el PLC. La fuente de alimentación actúa como un controlador.

Componentes externos. Dentro de la arquitectura del PLC encontramos los siguientes componentes externos: Terminal de programación: Es un elemento aparentemente accesorio, pero de mucha utilidad en las actividades u operaciones de un PLC. Con este dispositivo se accede a las instrucciones que conforman el plan de usuario para ejecutar las actividades de control industrial. Muchos PLC poseen un dispositivo o artefacto de programación, que palpablemente tiene forma de calculadora, en cuyo teclado están todos los símbolos necesarios para realizar proyectos o programas de control. Además, poseen una pequeña pantalla hecha de cristal líquido en la que se visualiza de forma gráfica la representación de la tecla que se ha oprimido. (industriasgl, 2021)

Bibliografía

Electronica umicron. (16 de Julio de 2020). Obtenido de https://unicrom.com/historia-del-plc- modicon-modbus/ industriasgl. (31 de Julio de 2021). Obtenido de https://industriasgsl.com/blogs/automatizacion/arquitectura-del- plc#:~:text=La%20arquitectura%20del%20PLC%2C%20est%C3%A1,y%205)%20fuente% 20de%20alimentaci%C3%B3n. IndustriasGSL. (1 de Junio de 2021). Obtenido de https://industriasgsl.com/blogs/automatizacion/que-es-un-plc-y-como-funciona R, J. L. (20 de abril de 2018). Como funciona. Obtenido de https://como-funciona.co/un-plc/

 Circuito de mando (relé interno)  Protección electrónica  Tratamiento cortocircuitos Entradas analógicas: Estas entradas permiten la conexión con sensores o dispositivos de medición. Estos elementos realizaran una conversión entre la magnitud física que midan y una magnitud eléctrica que el PLC pueda trabajar. El PLC trabajara con estos datos en función de la programación interna que se le haya establecido. Y generara una señal de salida que volcará sobre un elemento actuador que realizara la acción deseada. Los módulos de entrada analógica pueden leer tensión o intensidad. El proceso de adquisición de la señal analógica consta de varias etapas:  Filtrado  Conversión A/D  Memoria interna Salidas analógicas: Los módulos de salida analógica permiten que el valor de una variable numérica interna del autómata se convierta en tensión o intensidad. Lo que realiza es una conversión D/A, puesto que el autómata solo trabaja con señales digitales. Esta conversión se realiza con una precisión o resolución determinada (número de bits) y cada cierto intervalo de tiempo (periodo muestreo). Esta tensión o intensidad puede servir de referencia de mando para actuadores que admitan mando analógico como pueden ser los variadores de velocidad, las etapas de los tiristores de los hornos, reguladores de temperatura, permitiendo al autómata realiza funciones de regulación y control de procesos continuos. El proceso de envío de la señal analógica consta de varias etapas:  Aislamiento galvánico

 Conversión D/A  Circuitos de amplificación y adaptación  Protección electrónica de la salida (electrinblog, 2016) Las señales digitales en contraste con las señales analógicas no varían en forma continua, sino que cambian en pasos o en incrementos discretos en su rango. La mayoría de las señales digitales utilizan códigos binarios o de dos estados. Una señal analógica es una cuyo valor continuamente varía con el tiempo. Por el contrario, una señal digital (o discreta) es una con un valor en un intervalo de tiempo específico. Piense en un estado «ON / OFF» de un interruptor o relé, un motor o una luz indicadora. (Jack, 2021)

Bibliografía

electrinblog. (25 de abril de 2016). Obtenido de https://electrinblog.wordpress.com/2016/04/25/post-3/ Jack. (25 de Noviembre de 2021). UDOE NEWS. Obtenido de https://udoe.es/cual-es-la- diferencia-entre-la-salida-analogica-y-la- digital/#:~:text=%C2%BFCu%C3%A1l%20es%20la%20diferencia%20entre%20la%20sali da%20anal%C3%B3gica%20y%20digital,un%20intervalo%20de%20tiempo%20espec%C 3%ADfico.

Montaje en rack. En este caso los módulos no se presentan almacenados todos en un mismo compartimiento o bien se encuentran segmentando, sino que se disponen de un modo organizado en el panel frontal del PLC, algunos expertos consideran que estos pueden brindar una respuesta más pronta a los comandos, dado que permiten un intercambio de datos a mayor velocidad. Con panel operador. Cuenta con un interfaz que facilita y optimiza su funcionamiento, y que brindan una supervisión constante y actividad de monitoreo a las actividades que se presentan en las maquinas; especial mención merece la interfaz ya que esta se presenta con una pantalla y teclas que facilitan la introducción de comandos y por ende la generación de respuestas. Aunado a ello, la programación cuenta con una herramienta de software, la cual brinda gran confianza a los usuarios ya que esta además de facilitar las tareas, permite que se pueda llevar a cabo una serie de trabajos con mayor tranquilidad, sabiendo que los comandos envían respuestas más conformes con las deseadas, de modo tal, que el trabajo fluye con mayor correspondencia, siendo estos muy demandados hoy en día.

Tipo Software. Este es el más moderno de todos, ya que trata en sí de un PLC virtual, es decir, diseñado para que pueda ser adaptado en cualquier ordenador o dispositivo, con la finalidad de que pueda ser empleado o bien monitoreado desde cualquier especial, y llevar a cabo sus funciones con mayor resguardo, por lo que este se trata de un uso más sencillo. (ClasificacionDe, 2019) PLC nano : Pueden realizar entradas y salidas y módulos especiales dentro del sistema. Integral: El PLC de tipo integral integra la fuente de alimentación, la CPU y las interfaces de E / S en un solo chasis, como se muestra en la figura. Con una estructura compacta, tamaño pequeño, características de bajo precio. Los pequeños PLC generalmente usan esta estructura monolítica. El PLC integral consta de una unidad básica (también llamada host) con diferentes puntos de E / S y una unidad de expansión. La unidad básica tiene una CPU, una interfaz de E / S,