Trabajo
Sobre
Autómatas
Programables.
Indice
1.- Introducción.
2.- Origen y perspectivas.
3.- Estructura de un autómata.
3.1.- Constitución.
3.2.-
Conclusión general.
3.3.- Concepto de ejecución cíclica.
4.- Selección del autómata.
4.1.- Factores cuantitativos
4.1.1.- Entradas / Salidas ( E / S ).
4.1.2.- Tipo de control
4.1.3.- Memoria.
4.1.4.- Software.
4.1.5.- Periféricos.
4.1.6.- Físicos y ambientales.
4.2.- Factores cualitativos.
4.2.1.- Ayudas al desarrollo del programa.
4.2.2.- Fiabilidad del producto.
4.2.3.-
Servicios del suministrador.
4.2.4.-
Normalización en planta.
5.-
Configuración, instalación y puesta a punto
5.1.-
Instalación.
5.2.-
Situación de los componentes
5.3.- Cableado
5.4.- Puesta a
tierra
5.5.- Circuito
de seguridad
5.6.- Circuito
de los dispositivos de E / S.
5.7.-
Alimentación.
5.8.-
Consideraciones sobre la instalación de E / S.
5.9.- Puesta a
punto.
6.-
Identificación y resolución de averías.
6.1.-
Inspección periódica de la unidad central y el sistema de E / S.
6.2.-
Inspección periódica del armario.
7.- Equipos de
programación.
7.1.- Consolas
de programación.
7.2.-
Terminales de programación.
7.3.- Software
para la programación.
7.4.- Modos de
trabajo de los equipos de programación
7.5.- Resumen.
1.- Introducción.
En nuestros días, los constructores de
equipos de control y los ingenieros automatistas no ignoran ya nada referente a
los autómatas programables con memoria “ Programable Controllers “ ( PC ). El
punto de equilibrio a partir del cual su precio es comparable, o incluso
inferior a los tradicionales de lógica
cableada disminuye constantemente. En numerosos problemas es conveniente, pues,
determinar el modo de gobierno más apropiado y con esta consideración la
elección se torna cada vez más hacia los autómatas programables con memoria.
Por otro lado se trata, no solamente de una cuestión de precio, sino, también
de una mejora en tiempo, flexibilidad incrementada con el manejo, alta
fiabilidad, localización y eliminación rápida de fallos, etc. Simultáneamente,
el producto final, es decir, la maquina o la instalación equipada con uno de
tales autómatas alcanza un nivel tecnológico más elevado.
2.- Origen y perspectivas.
Los autómatas programables aparecieron en los
Estados Unidos de América en los años 1969 – 70, y más particularmente en el
sector de la industria del automóvil; fueron empleados en Europa alrededor de
dos años más tarde. Su fecha de creación coincide, pues con le comienzo de la
era del microprocesador y con la generación de la lógica cableada modular.
El autómata es la primera máquina con
lenguaje, es decir, un calculador lógico cuyo juego de instrucciones se orienta
hacia los sistemas de evolución secuencial. Hay que apreciar que, cada vez más,
la universalidad de los ordenadores
tiende a desaparecer, el futuro parece abrirse hacia esta nueva clase de
dispositivos: maquina para proceso de señales, para la gestión de bases de
datos...etc.
El autómata programable es, pues en este sentido un percusor y
constituye para los automatistas un esbozo de la maquina ideal.
La creciente difusión de aplicaciones de la
electrónica, la fantástica disminución del precio de los componentes, el
nacimiento y el desarrollo de los microprocesadores y, sobretodo, la
miniaturización de los circuitos de memoria permiten presagiar una introducción
de los autómatas programables, cuyo
precio es atractivo incluso para equipos de prestaciones modestas, en una
inmensa gama de nuevos campos de aplicación.
El autómata programable satisface las
exigencias tanto de procesos continuos como discontinuos. Regula presiones,
temperaturas, niveles y caudales así como todas las funciones asociadas de
temporización, cadencia, conteo y lógica. También incluye una tarjeta de
comunicación adicional, el autómata se transforma en un poderoso satélite
dentro de una red de control distribuida.
El autómata
programable es un aparato electrónico programable por un usuario
programador y destinado a gobernar, dentro de un entorno industrial, maquinas o
procesos lógicos secuenciales.
3.- Estructura de un autómata programable.
3.1.- Constitución.
Un autómata programable propiamente dicho
está constituido por:
- Un dispositivo de alimentación : que
proporciona la transformación de la energía eléctrica suministrada por la red
de alimentación en las tensiones continuas exigidas por los componentes
electrónicos.
- Una tarjeta procesadora : es el cerebro del autómata programable que
interpreta las instrucciones que constituyen el programa grabado en la memoria y deduce las operaciones a
realizar.
- Una tarjeta de memoria: contiene
los componentes electrónicos que permiten memorizar el programa, los datos
( señales de entrada ) y los accionadores ( señales de salida ).
Por otro lado es necesario utilizar una
consola de programación para escribir y modificar el programa, así como para
los procesos de puesta a punto y pruebas. Esta consola es. Por el contrario,
inútil en la explotación industrial del autómata
3.2.- Conclusión general.
Los autómatas son equipos electrónicos de
cableado interno independiente del proceso a controlar ( hardware ). Un
autómata se integra a la maquina o instalación a controlar mediante un programa
que define la solución de las operaciones que se desea
( software ) y
de un cableado directo a los elementos de entrada y de salida del autómata. El
autómata programable realiza funciones
de control de tipo lógico y secuencial dentro de las fabricas, es decir,
en la proximidad de las maquinas en un entorno industrial.
El funcionamiento de un autómata industrial
puede adaptarse plenamente a la formación y hábitos del personal de fabricación
y mantenimiento.
El numero de instrucciones procesadas difiere
de un autómata a otro. El programa es directamente concebido por un
automatista, electricista o mecánico. Este trabajo se facilita aún más mediante
el empleo de consolas de programación.
Un autómata programable se convierte en un
equipo especifico una vez dotado de un programa y acoplado con los elementos de
entrada y salida. Para que el autómata
pueda trabajar, el programa debe esta alojado en una memoria interna de
programa, dispositivos de semiconductores. Según el tipo de memoria interna de
programa, se distingue entre autómatas de programación libre y autómatas de
programación intercambiable.
Los autómatas de programación libre van
equipados con una memoria de lectura / escritura ( RAM o memorias vivas ) en
donde puede introducirse el programa sin más dispositivos adicionales que la
consola de programación. Ello permite también leer un programa ya introducido.
La memoria RAM pierde su contenido en caso de caída de tensión, pero ello puede
evitarse mediante una batería tampón.
Los autómatas de programación intercambiable
van equipados con una memoria de solo lectura ( PROM o EPROM ), también
denominada memoria muerta que debe cambiarse en caso de modificación del
programa. Las memorias EPROM pueden borrarse mediante una radiación
ultravioleta y posteriormente reprogramadas, mientras que las PROM no pueden
modificarse una vez ya se hayan programado. Si se desea realizar modificaciones
será preciso programar una nueva memoria PROM que sustituirá a la antigua.
Un autómata
se presenta bajo la forma de un conjunto de tarjetas o circuitos
impresos en los que se han montado componentes electrónicos integrados. Estos
se alojan en paneles o RAC´s que las protegen mecánicamente. Las conexiones
entre las diferentes tarjetas se realizan por medio de un circuito impreso
denominado BUS en la parte posterior de los paneles.
El bloque de entradas / salidas sirve de
órgano de enlace con la periferia. Memoriza los valores presentes en las líneas
de entrada en el momento de la toma en consideración de los datos; así mismo sitúa
los valores calculados sobre las líneas de salida.
El procesador es la unidad de tratamiento
lógico que ejecuta los cálculos booleanos en función de las instrucciones del
programa. La CPU lleva igualmente consigo un conjunto de variables internas utilizables
para la memorizaciones intermedias, registros de tiempo y de conteo, registros
de índice, etc.
Todo lo que aquí se ha expuesto concierne a
tratamiento sobre bits. En caso de tratamientos sobre palabras, los sistemas
están compuestos generalmente por dos procesadores y dos bloques de entrada /
salida, seleccionados en función del tipo de instrucción
El autómata programable industrial aporta una
serie de ventajas como son las siguientes:
- Diseñados y construidos para su aplicación
en ambiente industrial.
- Son equipos flexibles, por su carácter
programable
- Son fáciles de instalar y reutilizables.
-
Construidos de forma que sea fácil el mantenimiento y la localización de
averías.
- Pueden emplearse en múltiples tipos de
tarea de control en una misma planta, lo que facilita el aprendizaje, permite
un mayor conocimiento y explotación de prestaciones.
- Su capacidad de comunicaciones permite la
integración en la tarea global de control, o sistema de producción
integrado.
3.3.- Concepto
de ejecución cíclica.
La mayoría de los autómatas actuales se basan
en el concepto de la ejecución cíclica de las instrucciones ubicadas en su
memoria.
El programa es una serie de instrucciones
grabadas en la memoria, un ciclo de proceso consiste inicialmente en la
consideración de un serie de entradas que seguidamente serán fijadas para todo
el ciclo. Después, el autómata ejecuta una instrucción tras otra hasta
finalizar el programa y finalmente se definen las ordenes a aplicar sobre las
salidas. El ciclo se reproduce así indefinidamente.
4.- Selección del autómata.
En el supuesto de que se adopte la solución
autómata para implementar el algoritmo de control de determinada aplicación, se
plantea ahora la necesidad de seleccionar, de entre la amplia oferta del
mercado, el equipo más adecuado. Como en otros casos, la decisión debe basarse
en análisis sistemático de una serie de factores, pero considerando no solo las
características actuales de la tarea de control, sino también las necesidades
futuras en función de los objetivos de la empresa.
4.1.- Factores cuantitativos.
Se
refieren a la capacidad del equipo para soportar todas aquellas especificadas
para el sistema de control y se pueden agrupar en las siguientes categorías:
-
Entradas/ Salidas ( E/S ): cantidad, tipo, prestaciones, ubicación, etc.
- Tipo de control: control de una o varias
máquinas, proceso, etc.
- Memoria: cantidad, tecnología,
expandibilidad, etc.
- Software: conjunto de instrucciones,
módulos de programa, etc.
- Periféricos: equipos de programación,
dialogo hombre – maquina, etc.
- Físicos y ambientales: características
constructivas, banda de temperatura
4.1.1.- Entradas / Salidas ( E/S )
Determinar la cantidad de señales de Entrada
y de Salida, tanto discreta como numéricas y analógicas, que debe ser capaz de
tratar el equipo es el primer trabajo a realizar al iniciar la implementación
del sistema de control. No hay más remedio que contar el numero de dispositivos
cuyo estado hay que leer o gobernar.
Una vez obtenidas estas cantidades es muy recomendable reservar espacio para
futuras ampliaciones ( entre un 10 y un 20 % ).
Los fabricantes ofrecen una gran diversidad
de soluciones en cuanto a las características constructivas y funcionales de
los elementos del sistema de entrada / salida. Aparte de los indicadores LED de
estado para señales discretas, hay que procurar que las entradas incorporen
filtros para evitar lecturas falsas en caso de señales “sucias“ ( rebote de un
contacto ).
Para las salidas discretas es preferible que
incorporen una protección de sobrecarga, que en caso de ser un fusible, es
mejor que sea de acceso frontal ( evitará dejar fuera de servicio todas las
salidas del módulo al retirarlo para cambiar el fusible ), y además es deseable
que incorporen un indicador de fusible fundido par su inmediata localización.
En cuanto a las E / S de señal analógica se
encuentran las adecuadas para el tratamiento de señales, procedentes de
instrumentación de campo ( caudal, temperatura, presión, etc. ) y para la
regulación ( variación de velocidad, válvulas motorizadas, etc. ) con las
bandas de trabajo más usuales. En las características del módulo del fabricante
debe especificar los parámetros de precisión de la conversión. Algunos
fabricantes ofrecen módulos para señales de bajo nivel.
Para aquellas aplicaciones complejas en las
que la realización resulta difícil tanto en lo referente al material como a la
programación, los fabricantes ofrecen un conjunto de E / S quasi - autónomas, están diseñadas para
funciones de control PID, posicionamiento multi – eje, control de motores paso
– paso, etc.
En el caso de grandes sistemas de control, es
de particular importancia dispones de E / S remotas. La ubicación de
estructuras de E / S junto a los
dispositivos de entrada y salida y unidas a la Unidad Central con un cable de
comunicaciones ( un simple par trenzado ), disminuye drásticamente los costes
de cableado, tanto en material como en trabajo de instalación. Por, otra parte,
facilita las tareas de puesta a punto y mantenimiento, ya que se pueden
realizar por aéreas funcionales sin afectar al funcionamiento del resto del
sistema.
4.1.2.- Tipo de control.
En aplicaciones en las que se pretende el
control de varias áreas o maquinas interdependientes, pero con funciones autónomas,
se plantea la disyuntiva de optar por el control centralizado o por el control
distribuido.
La importancia de dichas funciones por si
solas, o la posibilidad de subdividir la tarea de control del proceso o
conjunto de maquinas en esas funciones autónomas, determinará en muchos casos
la elección de un tipo u otro de control..
El control centralizado presenta el
inconveniente de que si el autómata
falla
( particularmente la unidad central ), se
produce una parada total de la instalación. En los sistemas de control
centralizado donde la disponibilidad del equipo es fundamental
( procesos
continuos ), se optará por el empleo de unidades redundantes. Una unidad esta
en ACTIVO controlando la E / S mientras
la otra está en reserva o BACK – UP, de forma que si la primera deja de
funcionar, la segunda asume el control de las E / S
La opción de control distribuido requiere que
puedan considerarse máquinas o grupos de maquinas o áreas funcionales del
proceso susceptibles de ser definidas por un algoritmo de control. A cada una
de ellas se destinará un autómata dimensionado de acuerdo con los
requerimientos de aquella área.
Debido a la interdependencia que existe entre
las operaciones que tienen lugar en cada área, hay que tener en cuenta que es
necesario interconectar los autómatas entre si o a través de una red de
comunicaciones en Área Local para intercambio de datos y estados de E / S; por
tanto el autómata evaluado debe permitir las comunicaciones.
4.1.3.- Memoria.
En este aspecto, es necesario considerar dos
características principales: tamaño y tipo de la memoria.
En general la unidades centrales incorporan
una cantidad de memoria acorde con su capacidad de control y la potencia del
conjunto de instrucciones con las que opera. Para mejor adaptarse a cada aplicación
por razones económicas, un mismo equipo suele presentarse con distintas
opciones de cantidad de memoria 1 K, 2 K, 4 K, etc. o bien ofrecer la
posibilidad de ampliación de una cantidad de memoria de base ya instalada.
La ampliación se hará sobre el propio
procesador mediante circuitos integrados o bien mediante módulo de memoria. En
cualquier caso la posibilidad de expansión futura de la memoria debe existir
para no encontrarse con la necesidad de sustituir toda una unidad central.
No existe una regla fija para la evaluación
de la cantidad de memoria necesaria para una determinada aplicación, aunque
existen ciertas formulas de aproximación, como por ejemplo multiplicar el
numero total de E / S discretas por un factor ( entre 5 y 10 dependiendo del equipo
empleado). El valor obtenido debe ser incrementado considerable mente en el
caso que el programa incluya cálculos de cierta complejidad, con variables
numéricas y datos ( número total de variables numéricas por un factor entre 15
y 30 ).
También para la memoria es altamente
recomendable considerar un porcentaje adicional de reserva. Debido a la
flexibilidad del autómata es frecuente que el usuario, una vez resuelto el
problema de control fundamental de su instalación, se plantee el obtener tal o
cual información del proceso u optimizar tal o cual operación ya que los datos
y señales existen ya en el control. Esto es cierto, pero hay que programar las
instrucciones que ejecuten esas nuevas funciones en la memoria restante o
acudir a una ampliación.
El tipo o tecnología de la memoria empleada
dependerá de la aplicación concreta. En ciertas aplicaciones es necesario
introducir cambios en la secuencia de control con cierta frecuencia, sin
posibilidad de detener su funcionamiento; esto solo es posible cuando se está
trabajando con una memoria del tipo RAM, por tanto volátil y que requiere un
soporte de batería.
En cambio los fabricantes de maquinaria una
vez desarrollado, probado y depurado el programa, estarán más interesados en
trabajar con memoria permanentes del tipo EPROMM o EEPROM, que proporcionan un
medio muy fiable de almacenamiento del programa. En algunos equipos se ofrece
la posibilidad de disponer de ambos tipos de memoria, permanente y volátil, en
un a misma unidad, de forma que el usuario tiene la posibilidad de modificar
con facilidad algunas secuencias.
4.1.4.- Software.
Con el algoritmo de control definido, el
programador tendrá una referencia clara del tipo de instrucciones que son
necesarias para programar las secuencias lógicas definidas, pero también de
aquellas funciones especiales, particularmente cálculos y tratamiento de datos,
comunicaciones, regulación, etc., que requieren instrucciones especiales. Un
potente conjunto de instrucciones facilitará la tarea de programación y por lo
tanto reducirá el tiempo empleado, y en general reducirá el tiempo de
respuesta.
También hay que considerar las instrucciones que permiten el
control del ciclo de ejecución, la posibilidad de organización del programa
en módulos funcionales y la existencia
de una biblioteca de secuencias pre – programadas, que simplemente con
personalizar parámetros y direcciones
de variables que pueden emplearse en el propio programa.
4.1.5.- Periféricos
Los fabricantes ofrecen distintos niveles de
equipos de programación, cuya utilidad depende el tipo de empleo a que se
destinen; así los pequeños terminales tipo calculadora son de gran utilidad y
económicos cuando se emplean como unidad de monitorización y para pequeñas
modificaciones en planta, o para la programación de pequeños sistemas. Sin
embargo, trabajar con ellos en programas complejos, puede ser molesto.
En las consolas con pantalla CRT aportan una
mayor comodidad así como un gran numero de opciones de interconexión a otros
periféricos, particularmente impresoras y unidades de cinta ( cassette o
streamer ), algunos de estos equipos llamados terminales inteligentes, permiten
la programación autónoma ( off – line ), incorporan medios de archivo de
programas ( discos o cintas ) y también capacidad de representación de
gráficos.
Actualmente
se ofrecen elementos para la programación mediante los ordenadores PC,
lo que abre la posibilidad de disponer de un potente equipo de programación (
varios lenguajes, gestión de producción, etc. ) a un coste aceptable, si se considera
que es un equipo multiuso.
Respecto a otros periféricos en cada caso hay que comprobar que el
autómata permite la interconexión a los
que se considere formen parte del sistema de control: impresoras, monitores,
unidades de disco, visualizadores y teclados alfanuméricos, unidades de cinta,
etc.
4.1.6.- Físicos y ambientales.
Las características, en cuanto a los
materiales empleados, formas de presentación y dimensiones, deben ser
analizadas en función de las condiciones mecánicas de la aplicación: aspectos
como la forma de realizar el conexionado de los dispositivos de E / S , la
existencia en los módulos de reservas para identificación de E / S , y otros,
pueden ser importantes en relación al personal que debe realizar la instalación
y al que deba mantenerla. En cada caso hay que valorar las condiciones
ambientales de la instalación, polvo, humedad, temperatura, y considerar la
necesidad de tomar precauciones al respecto ( presurización del armario ).
En general los fabricantes realizan una serie
de pruebas cuyos resultados se reflejan en las características técnicas de los
equipos: banda de temperatura de trabajo y almacenaje, vibración soportada,
nivel de interferencia, etc.
4.2.- Factores cualitativos.
Una vez evaluados los factores correspondientes
a las características técnicas y constructivas de los componentes de autómata y
equipos periféricos, el numero de equipos posibles para una determinada
aplicación.
En muchas ocasiones la decisión se basa en
criterios comerciales y en general limitados al aspecto económico de la
adquisición, pero hay que tener en cuenta otros aspectos que en definitiva
tendrán una mayor influencia a medio plazo. Es el momento de evaluar factores
menos tangibles que se ocultan en las mismas características del equipo y en
las del fabricante o el suministrador del autómata.
4.2.1.- Ayudas al desarrollo del programa.
Proporcionadas por las herramientas de
programación ofrecidas y que en un primer nivel se refieren a los analizadores
de sintaxis en curso de programación, la indicación inmediata de la
transgresión de las normas o formatos de programación. Siguen, la potencia de
los mandatos de edición y modificación, referencias cruzadas, visualización
dinámica e histogramas de contactos.
Otras ayudas, son los medios de documentación
del programa, tanto en lo que se refiere a listado de instrucciones, listado de
referencias cruzadas, como la posibilidad de edición de un manual de la
instalación que incluya el conexionado de E / S , situación física de módulos
componentes, etc.
En las fases de puesta a punto suele ser
interesante disponer del mandato de imposición de condición o forzado, tanto lo
que se refiere a E / S como a variables
internas. Este mandato permite que el usuario determine el estado o valor de la
variable independientemente del que le corresponda por el desarrollo del
proceso o del programa.
Estas ayudas reducen los tiempos de
programación, y puesta a punto que constituyen siempre un coste significativo
en los sistemas programables.
4.2.2.- Fiabilidad del producto.
Este es un factor de particular importancia,
si tenemos en cuenta que una falta de fiabilidad se traduce directamente en
tiempos de parada y por tanto, costes de producción.
Un indicador de la fiabilidad lo constituyen
los parámetros del tiempo medio entre fallos, que a buen seguro el fabricante
está dispuesto a proporcionar, al igual que otros datos, acerca de su control
de calidad en curso de fabricación.
Pero otro indicador lo constituyen las
experiencias de otros usuarios y la existencia de otras instalaciones similares
en las que el equipo ha probado su valía; consúlteles acerca de su experiencia
con el equipo y la firma.
4.2.3.- Servicios del suministrador.
Ya en los primeros contactos con los
potenciales suministradores se puede obtener una idea de la capacidad y
voluntad del soporte técnico que el vendedor está en condiciones de ofrecer. Es
particularmente indicativa la respuesta que el suministrador es capaz de dar a
cuestiones preliminares, que no se hallan de forma explícita en los catálogos.
La formación del personal de programación o
de mantenimiento, es un capitulo importante, ya que cuanto mejor se conozcan y
comprendan las características y prestaciones del equipo, mayor rendimiento se
obtendrá de él.
Los suministradores ofrecen cursos de
formación en sus instalaciones, aunque también es posible acordar cursos en
planta que permiten al usuario formar a un mayor numero de técnicos.
Los cursos suelen contratarse, aunque en
ocasiones se ofrecen gratis con la compra del equipo; este es un punto a
acordar en el momento de cerrar la adquisición.
Una vez instalado el equipo, adquiere
importancia la asistencia técnica. Esta asistencia puede abarcar desde un
servicio de consulta a un técnico de servicio al lugar de la instalación.
Otro elemento de gran valía es la
disponibilidad de una buena información técnica que cubra tanto los aspectos de
instalación y programación como el mantenimiento. La información debe estar
bien organizada, debe ser clara y con ilustraciones de calidad y es deseable
que incluya ejemplos y notas de aplicación ( para una mejor explotación de las
instrucciones de programación ).
Por ultimo hay que considerar las
disponibilidad del producto y de recambios. La disponibilidad de recambios en
un tiempo mínimo es fundamental ya que, aunque deben existir recambios en el
almacén de mantenimiento, no es posible ni rentable cubrir la totalidad de
componentes.
4.2.4.- Normalización en planta
Pueden considerarse dos posturas respecto a
la normalización de una determinada firma para cubrir todas las necesidades de
empleo de autómatas:
1) Actualmente, los fabricantes ofrecen
familias de productos compatibles entre si que cubren todas las necesidades,
desde pequeños sistemas hasta aquellos capaces de controlar miles de E / S, que
pueden comunicar a través de redes locales, y se configuran empleando
componentes de E / S comunes a todos los modelos. En este aspecto la adopción
de una sola marca cubre todas las necesidades y presenta las siguientes
ventajas:
-
La formación del personal respecto a nuevos componentes es simplemente una
ampliación de conocimientos previos.
- Se reduce el stock de recambios distintos.
- Una unidad que se amplíe, en todo caso
requerirá simplemente el cambio de la unidad central por otra más potente o
añadir más memoria a la existente y reprogramar
2) Por otra parte existe un factor de riesgo
en la dependencia única de un solo suministrador. Además, los productos de
distintos fabricantes no son intercambiables por ahora, lo que complica la
situación. Hay que pensar con más de una marca ( dos a lo sumo ) de forma que
el personal técnico esté formado en el empleo de un tipo de equipo, y tener una
alternativa cada vez que se presenta una nueva aplicación.
Las
desventajas originales que representa
tener que conocer dos o tres sistemas distintos, probablemente con lenguaje
distintos y equipos de programación propios, van desapareciendo por la mayor
similitud de los equipos actuales, las opciones de programación a través del
ordenador, la disponibilidad de módulos de interconexión entre unidades de
distintos fabricantes y la interconectabilidad de redes locales.
5.- Configuración, instalación y puesta a punto.
La configuración del autómata es un proceso
mediante el que se determina como y donde se sitúan los distintos componentes
del sistema de control.
La configuración dependerá de la tarea de
control propiamente dicha y del tipo de control que se haya decidido y
contempla tanto los elementos del autómata como sus periféricos.
Durante
la elaboración del algoritmo de control, se han determinado las entradas y
salidas, tanto discretas como numéricas, y estas se han relacionado mediante
diagramas o esquemas lógicos: la cantidad y tipo de las E / S determina qué componentes son necesarios.
La mejor manera de realizar la configuración
es confeccionar un mapa de direccionado, en el que mediante una representación
de las estructuras de E / S se indica qué componentes se ubican en el local
junto a la unidad central y cuales se sitúan en posiciones remotas. Concluida
la configuración del sistema, pueden
comenzar simultáneamente dos trabajos: la programación y la instalación.
5.1.- Instalación.
Dadas las características constructivas y de
diseño de los autómatas programables, su instalación es viable en prácticamente
cualquier ambiente industrial siempre que no se sobrepasen las especificaciones
dadas por el fabricante. No obstante, existen ciertas recomendaciones prácticas
para asegurar un correcto funcionamiento del sistema, que atañen principalmente
a las condiciones de temperatura y humedad y al inmunidad frente a
interferencias eléctricas.
En general el autómata se montará en un
armario de maniobra de dimensiones adecuadas para contener con holgura los
componentes del equipo y el resto de elementos, como interruptores /
seccionadores y fuentes de alimentación, circuitos de protección, conductos de
cableado, etc. se recomienda el empleo de armarios metálicos ya que minimizan
los efectos de la radiación electromagnética generada por equipos de
conmutación instalados en las inmediaciones. Para la instalación, se seguirán
las norma y reglamentos vigentes de aplicación habitual en cualquier
instalación eléctrica de control
La convección natural es suficiente ya que la mayoría de los fabricantes
preparan los autómatas para que trabajen a una temperatura máxima de 60º .
5.2.- Situación de los componentes.
Los componentes del autómata se montaran
siguiendo las recomendaciones del fabricante y en todo caso se pueden seguir
las siguientes pautas de aplicación general:
- Es recomendable el montaje vertical de los
componentes para facilitar la convección y disipación del calor. .
- Las fuentes de alimentación deberán ocupar
una posición por encima del resto de componentes y en la parte superior del
armario, ya que son generadores de calor.
- La unidad central ocupará una posición
adyacente o por debajo de las fuentes de alimentación, en la zona superior del
armario, quedando a una altura que facilite su inspección.
- Los racks de E / S estarán dispuestos de la
forma más conveniente para el acceso y cableado, en el espacio libre.
- Se dejarán espacios suficientes entre los
componentes y entre estos y la envolvente para una adecuada disipación del
calor.
- Para el resto de componentes del sistema,
se recomienda su instalación en posiciones lo más alejadas del equipo que ea
posible, principalmente si se trata de componentes electromecánicos, para
minimizar las interferencias electromagnéticas.
5.3.-
Cableado.
Siempre que sea posible, en la configuración
del sistema se intentará agrupar los módulos por categorías en cuanto a
entradas / salidas, tensión alterna o continua, señales discretas o analógicas.
Una configuración por grupos permite un
cableado racional y una necesaria segregación de los cables de señal débil
respecto a los que alimentan cargas, y de los de comunicaciones. Siempre que
sea posible se separarán los cables de CC de los de CA, para minimizar las
interferencias producidos por la conmutación
de cargas y también los cables de interconexión de racks y de comunicaciones se
separan completamente de otros.
5.4.- Puesta a tierra.
Se seguirá lo especificado en la normativa
vigente y las recomendaciones del fabricantes, pero hay que recordar que cada
una de las estructuras ( racks ) del autómata, debe estar unida mediante un
cable independiente de sección adecuada, a la pletina de tomas de tierra del
armario. Nunca deben compartirse circuitos de tierra entre racks o con otros
componentes del sistema
5.5.-
Circuitos de seguridad.
Los dispositivos de parada de emergencia se
instalarán con independencia del autómata, para permitir la parada del sistema
aún en caso de avería del mismo; en general, deben actuar sobre un contactor de
maniobra que corta la alimentación a las cargas de la instalación.
5.6.- Circuito de los disposición de E / S.
en general, o por lo menos para los
dispositivos de salida, es deseable que exista un contactor de maniobra que
permita cortar la alimentación de esos elementos y que hará posible trabajar
con seguridad en la puesta a punto o investigación de averías, con el autómata
alimentado.
5.7.- Alimentación.
Se recomienda el empleo de transformadores
separadores de alimentación ya que proporcionan una buena protección frente a
interferencias introducidas en las líneas por la conmutación de cargas
importantes existentes en la instalación. Además es deseable que los
dispositivos de E/ S se alimenten de la misma línea que el autómata, ya que la
fuente de alimentación del mismo posee circuitos de detección de nivel de
tensión que provocan la secuencia de parada del equipo en caso de anomalía en
la red, y de este modo se evitarán las falsas lecturas de señal de entrada.
Algunos autómatas incorporan una fuente
auxiliar de 24 Vcc para uso externo de los dispositivos de entrada sobre
módulos de entrada a 24 Vcc.
Hay
que vigilar que no supere la capacidad de esta fuente, particularmente cuando
se alimentan de ella dispositivos estáticos ( detectores inductivos,
fotoeléctricos, etc. ) y deben seguirse
las recomendaciones de cableado del fabricante para minimizar la posibilidad de
interferencia sobre estos circuito.
Monografías
