Arquitectura del PLC

Una mquina moderna usan sistemas de control elctricos se compone de tres partes principales que son las siguientes:

El sistema de control: est estrechamente relacionado a las condiciones de funcionamiento tanto del motor como de la mquina.La misma: destinada para realizar un tipo de trabajo.El motor: el cual es seleccionado considerando los requisitos de la mquina en cuanto a la carga, tipo de trabajo y de servicio que se requiere.

SEMI-AUTOMATICO:

los dispositivos pilotos son accionados manualmente y de que el arrancador del motor es de tipo electromagnticoLos controladores que pertenecen a esta clasificacin, utilizan un arrancador electromagntico y uno o ms dispositivos pilotos manuales tales como pulsadores, interruptores de maniobra, combinadores de tambor o dispositivos anlogosSe usa principalmente para facilitar las maniobras de mano y control en aquellas instalaciones donde el control manual no es posible.

AUTOMATICO:

Un control automtico est formado por un arrancador electromagntico o contactor controlado por uno o ms dispositivos pilotos automticos. La orden inicial de marcha puede ser automtica, pero generalmente es una operacin manual, realizada en un panel de pulsadores e interruptores.

Parmetros que componen un sistema de control elctrico

MANUALel operador debe mover un interruptor o pulsar un botn para que se efecte cualquier cambio en las condiciones de funcionamiento de la mquinaEste tipo de control se ejecuta manualmente en el mismo lugar en que est colocada la mquina.Este control es el ms sencillo y conocido y es generalmente el utilizado para el arranque de motores pequeos a tensin nominal

Sitaucin del producto PrecioFuncinOn / OffArrancador estrella-tringuloArrancador-inversorArrancador directoConvertidor de frecuenciaVelocidad flexibleControl arrancando/marchando en inerciaLimitar intensidadVelocidad continuaControl en funcionamientoLimitar intensidad121Arrancador suave para aplicaciones tipo Standard2Arrancador suavepara aplicaciones tipo High FeatureArrancador suaveSituacin de partida8

Arranque y marcha en inercia suaves Rango de potencia hasta 55 kW con 400V Reemplaza arrancador estrella-tringulo Combinacin con componentes SIRIUS; interruptores automticos, contactores y rels de sobrecarga Diseo compacto, tan slo 4 tamaosS0045 mm9 AS045 mm25 AS255 mm45 AS370 mm100 A Combinacin con mdulos de derivacin a motor AS-i 3RK

125 mm45 mm120 mmCaractersticas 3RW30/31Producto9EL CONTACTORHUGO MORA TRONCOSO

EL CONTACTOREl contactor es un interruptor accionado o gobernado a distancia por un electroimn.Es un mecanismo cuya misin es la de cerrar unos contactos, para permitir el paso de la corriente a travs de ellos. Esto ocurre cuando la bobina del contactor recibe corriente elctrica, comportndose como electroimn y atrayendo dichos contactos.

EL CONTACTOR COMO DISPOSITIVO DE CONTROLPARTES PRINCIPALESCLASIFICACION

APLICACIONES

Estructura de un relEn general, podemos distinguir en el esquema general de un rel los siguientes bloques:

Circuito de entrada, control o excitacin. Circuito de acoplamiento. Circuito de salida, carga o maniobra, constituido por: - circuito excitador.- dispositivo conmutador de frecuencia.- protecciones.

Caractersticas generales Las caractersticas generales de cualquier rel son: El aislamiento entre los terminales de entrada y de salida. Adaptacin sencilla a la fuente de control. Posibilidad de soportar sobrecargas, tanto en el circuito de entrada como en el de salida. Las dos posiciones de trabajo en los bornes de salida de un rel se caracterizan por: - En estado abierto, alta impedancia.- En estado cerrado, baja impedancia.

Caractersticas generalesPara los rels de estado slido se pueden aadir : Gran nmero de conmutaciones y larga vida til. Conexin en el paso de tensin por cero, desconexin en el paso de intensidad por cero. Ausencia de ruido mecnico de conmutacin. Escasa potencia de mando, compatible con TTL y MOS. Insensibilidad a las sacudidas y a los golpes. Cerrado a las influencias exteriores por un recubrimiento plstico.

SOLENOIDES Un solenoide es cualquier dispositivo fsico capaz de crear una zona de campo magntico uniformeun solenoide es un alambre aislado, de longitud finita, enrollado en forma de hlice (bobina) o un nmero de espirales con un paso acorde a las necesidades, por el que circula una corriente elctricaLa bobina con un ncleo apropiado se convierte en un electroimn

su aplicacin ms recurrente en la actualidad, tiene relacin con sistemas de regulacin hidrulica y neumtica

Solenoides giratorios.-Proporcionan una carrera rotacional que se mide en grados. Algunos son unidireccionales y otros son bidireccionales. La mayor parte tienen un retorno a resorte para devolver la armadura (parte mvil) a la posicin inicial.

Solenoides lineales.- Proporcionan una carrera lineal normalmente menor de una pulgada en cualquier direccin. Al igual que los giratorios, algunos solenoides lineales son unidireccionales y algunos son bidireccionales.DIAGRAMA DE ALUMBRADO Un diagrama de alambrado nos muestra muy claramente la localizacin real de todos los componentes del dispositivo.

DIAGRAMA DE CONTROL tambin es llamado diagrama esquemtico o lineal, circuito de control se presentan de la forma ms directa posible entre un par de lneas verticales que representan el control de la fuente de alimentacin de fuerza.

PROTECCIONES CONTRA CORTO CIRCUITO.Los cortos circuitos son defectos que producen intensidades muy elevadaslos cortocircuitos ocurren cuando en un circuito desaparece toda parte de su impedancia mantenindose la tensin prcticamente constante. las terminales de la toma corriente entran en contacto, la resistencia disminuir a valores muy bajos quedando la intensidad con un valor muy alto. Este valor tan alto de la intensidad producir de inmediato dos efectos negativos: Un efecto trmico Un efecto electrodinmico

cumplir adecuadamente sus misiones de mando y proteccin1. Dispositivo trmicos de desenganche con retardo de la corriente: se utiliza para la proteccin contra sobrecarga

2. Dispositivos de desenganche electromagnticos de sobre intensidad: son utilizados para la proteccin contra cortocircuito

3. Dispositivos de desenganche magnetotrmicos: se utiliza para proteccin de sobre carga y cortocircuito

4. Dispositivos de desenganche electromagnticos de mnima tensin: se utiliza para cuando la tensin disminuye hasta un 50% de su valor nominalPROTECCIN CONTRA FALLA A TIERRAdispositivos consisten de un transformador diferencial que detecta alguna corriente fluyendo a tierra y componentes de estado slido que amplifican esta corriente suficientemente, para activar el voltaje de operacin de una bobina de disparo.

su operacin la produce una corriente directamente ligada a una bobina de disparo.

Los interruptores son capaces de sensar diferencias tan pequeas de entre 4 a 6 mA y tienen un tiempo de reaccin de 0 .0 2 5 seg

24SISTEMA DE CONTROL ELECTRNICOUn sistema electrnico se puede dividir en tres partes o bloques fundamentales:Bloque de entrada; a travs del cual el sistema recibe la informacin que va a procesar o las variables que determinan su funcionamiento.Es un conjunto de dispositivos que se ubican dentro del campo de la ingeniera y la fsica y que se encargan de la aplicacin de los circuitos electrnicos cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para generar, recibir, transmitir y almacenar informacin.

Bloque de proceso; en el que se realizan las operaciones necesarias para gobernar los actuadores.Bloque de salida; se encarga de realizar la accin final correspondiente al objetivo deseadoDISPOSITIVOS DE MANDO Y REGULACINComponentes que permiten al operario ordenar la ejecucin.MANDOREGULACIN Un sistema de mando electrnico recibe informacin desde los elementos de entrada y acta sobre los elementos de salida.Sistema de regulacin el bloque de entrada recibe informacin delo que est ocurriendo en la salida. Atreves de una seal de retroalimentacin.

MANDOREGULACINTERMOSTATO CONTROL TEMPERATUA

DISPOSITIVOS DE MANDO Y REGULACINCONTROLADORES ELECTRNICOSControlador todo-nadaControl de procesos de propsito generalControl SecuencialHacen un amplio uso del amplificador operacional (OP =Operational Amplifier)

(c.c.) con una ganancia en tensin en bucle abierto normalmente superior a 50.000

SISTEMAS ELECTRONICOS A BLOQUES SISTEMA ORGANIZADO:Un sistema organizado es aquel que transforma un mensaje de entrada en uno de salida de acuerdo con un principio de transformacin.

Sistema OrganizadoCONCLUSIONUn sistema electrnico es un sistema organizado que puede ser: SIMPLE O COMPLEJO.Un sistema electrnico ideal es aquel que sea lo ms simple y lo ms eficiente.SISTEMAS ELECTRNICOS A BLOQUESSon sistemas ordenados que tienen como fin manejar o conformar seales de modo que tengan sentido, es decir que contengan informacin.

ndole no elctrica Es necesario transformarlo en voltaje o corriente. Al dispositivo que lo logra se le conoce como TRANSDUCTOR. Es decir aquel que traduce cualquier tipo de seales fsicas a seales elctricas.

El anlisis y desarrollo de sistemas electrnicos simples o complejo se facilitan mucho si se visualizan estos como si estuviesen formados por subsistemas, los cuales son sistemas bsicos o simples (tambin llamados bloques electrnicos).

SISTEMAS ELECTRNICOS A BLOQUES34Sistema De ControlLa tendencia actual es utilizar el control digital en lugar del control analgico, donde sea posible y viable. El uso de la computadora digital para realizar la optimizacin a partir de criterios bien definidos. Utilizando el mnimo de energa posible y el mximo de flexibilidad y economa.

Mejor manejo del ruido en las seales digitales. Generalmente el gasto de energa del controlador digital es menor. La disponibilidad de computadoras digitales de bajo costo. La gran flexibilidad en los programas de control.

Las dos reas ms importantes de aplicacin de los sistemas de control digitales son:

Las pasivas, donde la mayora de los datos adquiridos del proceso son solamente manipulados por una computadora digital para propsitos de monitoreo, alarmas reportes de produccin, etc, y

Las activas, donde la computadora est involucrada directamente en el control del proceso. (entre un 20 y un 30% de las mediciones son usadas para control).

Estructura de un controlador digital

Muestreo, retenedor y convertidor A/DComputadora digitalConvertidor digital a analgico D/ACircuito retenedorActuadorPlanta o procesoTransductorMuestreo y retenedor. Es un circuito que recibe como entrada una seal analgica y mantiene esa seal durante un perodo de tiempo suficiente para ser utilizada como entrada al convertido A/D.Convertidor analgico-digital (A/D). Es un dispositivo que convierte una seal analgica a una seal digital. Usualmente es un seal de codificada numricamente propicia para su manipulacin en un dispositivo digital (PC). Computadora digital . Es donde se realiza la manipulacin numrica necesaria para proveer un algoritmo de control. Es el cerebro del controlador digital. Recibe una seal codificada del A/D, realiza clculos y ofrece una accin de control con datos codificados que posteriormente se transforman en una seal fsica adecuada al sistema.

Convertidor digital-analgico (D/A). Es un dispositivo que convierte una seal digital a una seal analgica. La seal de codificada proveniente del controlador digital se transforma en una seal fsica propicia para su utilizacin en el sistema. Circuito retenedor. La seal fsica del convertidor D/A generalmente muestra una serie de discontinuidades, el circuito retenedor se encarga de suavizarlas generando una seal menos discontinua y ms adecuada para el sistema a controlar. El retenedor ms popular en sistemas de control es el retenedor de orden cero, el cual solo mantiene el valor constante hasta el prximo valor de la seal del D/A.Actuador. La seal de salida del retenedor en su gran mayora no es una seal adecuada para ser introducida al sistema. Ya sea por la cantidad de potencia requerida o por el tipo de variable de entrada al sistema. El actuador es la unin final entre la seal de control y el sistema a controlar. En este caso, es el encargado de manipular la variable fsica de entrada al sistema por medio de la accin de control que viene desde el controlador digital.

Planta o proceso. Es el sujeto a ser controlado. Generalmente un conjunto de partes que funcionan de manera conjunta para llevar a cabo un objetivo comn. Es de naturaleza analgica.Transductor. Es un dispositivo que convierte una seal de entrada a otra seal de naturaleza diferente. En este esquema, se utiliza para transformar la seal de salida del sistema a controlar en una seal adecuada para ser introducida al algoritmo de control.

Tipo de seales

Seales continuas en el tiempo.Seales analgicas.Seales continuas en el tiempo y cuantizadas en amplitud.Seales de tiempo discreto.Seal digital.t

t

Aplicaciones del control digital

Importancia del control digital Ventajas del control analgicoLa ventaja del controlador analgico es que el sistema trabaja en tiempo real y puede tener un ancho de banda muy grande. Esto es equivalente a tener una frecuencia de muestreo infinita , de modo que el efecto del controlador siempre esta presente. Ventajas del control digitalLos componentes digitales tienen menor susceptibilidad al envejecimiento y a las variaciones de las condiciones ambientales.Los componentes digitales son menos sensibles al ruido y las perturbaciones.Los procesadores digitales tienen un tamao y peso menor .Un cambio en el control no requiere cambios en el hardware.Proporcionan una mayor sensibilidad a las variaciones en los parmetros.

Desventajas control digital

Limitaciones en la velocidad de calculo, en la resolucin de la seal debido a la longitud de la palabra finita del procesador digital en contraste los controladores analgicos que trabajan en tiempo real y tiene una resolucin tericamente infinita.

La limitacin en la velocidad de calculo provoca retrasos en el lazo de control, los cuales pueden provocar inestabilidad en el sistema.

Seales digitales y codificacin.

El sistema numrico estndar usado para procesar seales digitales es el sistema binario. En este sistema el grupo de cdigos consiste en n pulsos donde cada uno indica encendido, (1) o apagado (0). La informacin transmitida digitalmente tiene la forma de bits (0 o 1). As, el valor numrico de una palabra digital representa la magnitud de la informacin en la variable que representa la palabra. La longitud de palabra es una medida de la exactitud que tiene la computadora digital para guardar y manipular seales digitales.

Elementos bsicos del sistema de adquisicin

Amplificador o atenuador (OPAMP)FiltroMultiplexor (recibe varias seales y canaliza solo 1)Sample & hold (Mantiene valor para ayudarle al convertidor a traducir)ADC (codificacin voltaje a cdigo digital)

El sistema va a ser diseado en base al requerimiento del sistema de adquisicin de seales.