TRABAJO DE GESTIÓN PRODUCTIVA ÁREA DE ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE PLC JOSE ALEJANDRO QUILLE jaquille@utpl.edu.ec

CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE PLC

El PLC es un instrumento electrónico que sirve de herramienta para dar solución a problemas de automatización (es el caso industrial) o de simulación de automatización en el laboratorio (es el caso de este proyecto). En la Fig.1 se muestra de forma general todos los componentes que intervienen en éste proyecto. Utilizamos un microcontrolador PIC de 40 pines que en su estructura consta de 4 puertos de los cuales usamos uno (puerto B), que consta de 8 pines distribuidos de la siguiente forma: 4 pines de entrada y 4 pines de salida; para la comunicación serial habilitamos dos pines (18 y 19) para la Tx y la Rx que nos permiten la comunicación con la computadora en la que se encuentra la interfaz del usuario desarrollada en Visual Basic que es la que va a interactuar con el programador.

Fig.1 Diagrama en bloques PLC

Las bases principales del proyecto son dos; en primer lugar la programación y como parte complementaria pero no menos importante la construcción de la tarjeta. PROGRAMACIÓN: Se utilizan dos tipos de lenguajes; uno para programar al microcontrolador PIC que es la base desde la cual se construye la tarjeta, llamado microcode y otro lenguaje utilizado para construir la interfaz (en la PC), que es la que interactúa por medio de la comunicación serial con la tarjeta. DIAGRAMA PARA VISUAL BASIC:

DIAGRAMA PARA EL PIC:

CONSTRUCCIÓN DE LA TARJETA: CIRCUITO DEL PLC:

Fig.2 Circuito general PLC. R4 – R11 = 330 R2 = 220 R3 = 22 K OSC = 4 K D1 – D8 = diodos leds P2 – P5 = pulsadores de dos patas OSC = PARA EL RESET:

Fig.3 Circuito reset para el microcontrolador PIC. R1 = 10K P1 = pulsador de dos patas C1 = 10 uF PARA EL SWITCH:

Fig.4 Circuito switch para poner en alto o en bajo el valor de un pin del PIC y así poder programar o no al PLC. R12 = 10K S1 = switch de dos patas. PARA LA COMUNICACIÓN SERIAL:

Fig.5 Circuito para comunicación serial entre PC (DB 9 macho) y el microcontrolador PIC (DB 9 hembra).

GRABADO DEL CIRCUITO PCB: a continuación se muestran dos figuras; en la Fig.6 tenemos el PCB de la tarjeta en sí del PLC, que consta de todos los elementos que se muestran en la Fig.2 y en la Fig.7 se muestra el PCB para la tarjeta en la que están los elementos de control del PLC. En la Fig.9 se detalla con más exactitud.

Fig.6 PCB para la tarjeta del PLC, realizado en el programa TraxMaker.

Fig.7 PCB para la tarjeta en la que se ubican todos los controles del PLC. MONTAJE EN CAJA: Esta caja es de metal dividida en dos tapas como se ve en la Fig.8; en la tapa inferior del gráfico es donde va atornillada la tarjeta de la Fig.2 y Fig.6 y en la superior se atornilla la tarjeta en la que se encuentran todos los controles (Fig. 9) como se ve en la Fig.10

Fig.8 Tapas para la caja del PLC.

Fig.9 Controles del PLC.

Fig.10 Caja final del PLC.

EJEMPLO:

Control de nivel de un tanque con dos censores

1. Inicio de llenado del tanque. Para que se inicie esta operación, es decir, para que se encienda la bomba, es necesario que los dos censores se encuentren desactivados (IN1=0, IN2 = 0), lo que quiere decir que el nivel del líquido se encuentra por debajo del censor de bajo nivel, a pesar de que s requisito que los censores estén desactivados para el encendido, una vez que el nivel empiece a subir, el censor inferior se enciende pero la bomba debe continuar encendida. 2. Fin de llenado del tanque. Para que la bomba sea desenergizada, la condición es la activación de dos censores, es decir, que el nivel del líquido esté por encima del censor de alto nivel. Si se evacua líquido del tanque, el nivel empezará bajar por lo cual el censor de alto nivel inmediatamente se desactivará, pero a pesar de la nueva condición, la bomba debe seguir apagada hasta que se cumplan las condiciones del encendido en el primer numeral. SOLUCIÓN: 1.- Desarrollar en papel la posible solución gráfica al problema.

2.- Abrir el programa desde la computadora (consolador lógico programable). Se despliega en la pantalla una interfaz como la que se muestra en la Fig.11.

Fig.11

3.- Para mayor facilidad de programación se tiene en la barra de menú la opción Ver y dentro de ella otra llamada diseño gráfico. Con ésta ventana que se abre en la parte derecha de la ventana principal tenemos la posibilidad de ir observando de forma gráfica lo que estamos escribiendo en los cuadros de texto y así comprobar el perfecto desarrollo de nuestro programa, todo esto en tiempo real de diseño.

Fig.12

4.- Empezamos a programar como se ve en la Fig.13. SALIDA = ENTRADA (i) - OPERACIÓN LÓGICA - ENTRADA (i).

Fig.13

5.- Presionamos el botón “añadir a tabla”; observamos que lo escrito en los cuadros de texto de la parte Izquierda en la pantalla se ubican en la “tabla de

operaciones”, después de hacer clic. También se dibuja la operación que se programa como se puede observar en la Fig.14.

Fig.14

6.- Finalmente, una vez concluido el programa y después de verificar gráficamente el resultado procedemos a enviarlo a la tarjeta del PLC con el botón “TRANSFERENCIA”.

Fig.15 Referencias: Revista Electrónica y computadoras No.28 / CEKIT PIC microcontrollers Autor: Nebojsa Matic