PDF de programación - Arquitectura Autómatas Programables (PLCs)

Arquitectura

Autómatas Programables

(PLCs)

ISAISA--UMHUMH

ÍÍndice
ndice

Introducción

Definición
Estructura externa del autómata
Bloques que forman un autómata programable

Arquitectura interna de un autómata

programable
Unidad central de proceso
Memoria
Interfaces de entrada salida
Fuente de alimentación

Lenguajes de Programación

ISAISA--UMH

UMH Arquitectura Aut

Arquitectura Autóómatas Programables
matas Programables

11

22

Introducción a los autómatas

programables
Definición autómata programable :

“un equipo electrónico, basado en un microprocesador o

microcontrolador, que tiene generalmente una configuración
modular, puede programarse en lenguaje no informático y está
diseñado para controlar procesos en tiempo real y en ambiente
agresivo (ambiente industrial)”

Una característica diferenciadora del autómata
programable frente a otros sistemas de control
programables está en la estandarización de su
hardware, que permite la configuración de sistemas de
control a medida

ISAISA--UMH

UMH Arquitectura Aut

Arquitectura Autóómatas Programables
matas Programables

Esquema de un proceso controlado por
de un proceso controlado por
Esquema

un PLC
un PLC

ACTUADORES

PROCESO
PROCESO

SENSORES

Acciones que se
Acciones que se
realizan sobre el
realizan sobre el

proceso
proceso

Informacióón n
Informaci

suministrada por
suministrada por

el proceso
el proceso

SALIDAS

ENTRADAS

AUTOMATA

ISAISA--UMH

UMH Arquitectura Aut

Arquitectura Autóómatas Programables
matas Programables

33

44

Estructura externa
externa
Estructura

Clasificación

Estructura compacta

en un solo bloque todos sus elementos: fuente de alimentación,

CPU, memorias, entrada/salida, etc.

aplicaciones en el que el número de entradas/salidas es pequeño,

poco variable y conocido a priori.

carcasa de carácter estanco, que permite su empleo en

ambientes industriales especialmente hostiles.

Estructura modular

Permite adaptarse a las necesidades del diseño, y a las

posteriores actualizaciones. Configuración del sistema variable.

Funcionamiento parcial del sistema frente a averías localizadas, y
una rápida reparación con la simple sustitución de los módulos
averiados

ISAISA--UMH

UMH Arquitectura Aut

Arquitectura Autóómatas Programables
matas Programables

Estructura externa

Estructura modular. Del autómata S7-224
Autómata compacto: Logo

CPU

MÓDULO

EXPANSION

ISAISA--UMH

UMH Arquitectura Aut

Arquitectura Autóómatas Programables
matas Programables

55

66

Bloques que forman un autómata

programable (I)

Bloques principales

FUENTE

DE

ALIMENTACIÓN

INTERFAZ

COMUNICACIONES

PERIFÉRICOS

BLOQUE

DE

ENTRADAS

BLOQUE

DE

SALIDAS

BATERÍA

MEMORIA
DE DATOS

TEMPORIZADORES

CONTADORES

UNIDAD
CENTRAL

CPU

ISAISA--UMH

UMH Arquitectura Aut

Arquitectura Autóómatas Programables
matas Programables

BUS INTERNO

MEMORIA
IMAGEN E/S

MEMORIA

DE

PROGRAMA

Bloques que forman un autóómata mata
Bloques que forman un aut

programable (II)
programable (II)

Bloque de entradas
Bloque de entradas
Adapta y codifica la se

Adapta y codifica la seññales procedentes de los dispositivos de
ales procedentes de los dispositivos de
entrada o captadores: pulsadores, finales de carrera, sensores
entrada o captadores: pulsadores, finales de carrera,
Protege los circuitos internos del autóómata, proporcionando una
mata, proporcionando una
separacióón eln elééctrica entre
separaci

ctrica entre ééstos y los captadores.
stos y los captadores.

Protege los circuitos internos del aut

sensores, etc.
, etc.

Bloque de salidas
Bloque de salidas
Descodifica las se

Descodifica las seññales procedentes de la CPU, las amplifica y las
ales procedentes de la CPU, las amplifica y las
envenvíía a los dispositivos de salida o actuadores, como l
a a los dispositivos de salida o actuadores, como láámparas, rel
contactores, arrancadores, electrov
contactores

, arrancadores, electrováálvulas, etc.
lvulas, etc.

mparas, reléés, s,

Unidad central de proceso (CPU)
Unidad central de proceso (CPU)
Su funci

n es la interpretacióón de las instrucciones del programa de
n de las instrucciones del programa de

Su funcióón es la interpretaci
usuario y en funcióón de las entradas, activa las salidas deseadas.
n de las entradas, activa las salidas deseadas.
usuario y en funci
Componentes: el microprocesador (μμPP), la memoria y circuitos l
complementarios
complementarios

Componentes: el microprocesador (

), la memoria y circuitos lóógicos
gicos

ISAISA--UMH

UMH Arquitectura Aut

Arquitectura Autóómatas Programables
matas Programables

77

88

Bloques que forman un autóómata mata
Bloques que forman un aut

programable (III)
programable (III)

Fuente de alimentacióónn
Fuente de alimentaci
A partir de una tensi

A partir de una tensióón exterior proporciona las tensiones necesarias
n exterior proporciona las tensiones necesarias
para el funcionamiento de los distintos circuitos electróónicos del
nicos del
para el funcionamiento de los distintos circuitos electr
autautóómatamata
Bateríía, condensador de alta potencia: para mantener el programa y
a, condensador de alta potencia: para mantener el programa y
algunos datos en la memoria si hubiera un corte de la tensióón n
algunos datos en la memoria si hubiera un corte de la tensi
exterior.
exterior.

Bater

Consola de programaci

Consola de programacióónn
PC o consolas de programaci

PC o consolas de programacióónn

PerifPerifééricos
ricos

Elementos auxiliares
Elementos auxiliares

ISAISA--UMH

UMH Arquitectura Aut

Arquitectura Autóómatas Programables
matas Programables

ÍÍndice
ndice

Arquitectura interna de un aut

Introduccióón n
Introducci
Definicióónn
Definici
Estructura externa del autóómatamata
Estructura externa del aut
Bloques que forman un autóómata programable
mata programable
Bloques que forman un aut
Arquitectura interna de un autóómata mata
programable
programable
Unidad central de proceso
Unidad central de proceso
Memoria
Memoria
Interfaces de entrada salida
Interfaces de entrada salida
Fuente de alimentacióónn
Fuente de alimentaci
Lenguajes de Programacióónn

Lenguajes de Programaci

ISAISA--UMH

UMH Arquitectura Aut

Arquitectura Autóómatas Programables
matas Programables

99

1010

Unidad central de proceso (CPU)
central de proceso (CPU)
Unidad

La La CPUCPU ((Control

Control Processing

) es la encargada de ejecutar
Processing UnitUnit) es la encargada de ejecutar
el programa de usuario y activar el sistema de entradas y
el programa de usuario y activar el sistema de entradas y
salidas
salidas

La CPU ejecuta el programa de usuario, que reside en la
La CPU ejecuta el programa de usuario, que reside en la
memoria, adquiriendo las instrucciones una a una.
memoria, adquiriendo las instrucciones una a una.

El funcionamiento es de tipo
Lenguaje compilado

interpretado..
El funcionamiento es de tipo interpretado
Lenguaje compilado vsvs interpretado
interpretado
Compilado
Compilado

programa fuente

programa fuente ⇒⇒ compilaci
linkado ⇒⇒ programa ejecutable
programa ejecutable
linkado

compilacióón n ⇒⇒ programa objeto

programa objeto ⇒⇒ enlazado
enlazado óó

Interpretado
Interpretado

analiza y ejecuta un programa sentencia a sentencia
analiza y ejecuta un programa sentencia a sentencia

ISAISA--UMH

UMH Arquitectura Aut

Arquitectura Autóómatas Programables
matas Programables

Memoria
Memoria

Definici

Definicióónn
cualquier tipo de dispositivo que permita almacenar
““cualquier tipo de dispositivo que permita almacenar
informacióón en forma de bits (unos y ceros), los cuales pueden
n en forma de bits (unos y ceros), los cuales pueden
informaci
ser leíídos posici
ser le
(byte) o 16 posiciones (wordword))””
(byte) o 16 posiciones (

n a posicióón (n (bitbit a a bitbit), o por bloques de 8
), o por bloques de 8

dos posicióón a posici

Clasificaci

Clasificacióónn
Tipo de acceso: lectura/escritura
Tipo de acceso: lectura/escritura
Seguridad de los datos ante cortes de corriente: voláátil/no
til/no
Seguridad de los datos ante cortes de corriente: vol
volvoláátiltil
Tipo de borrado: luz/elééctrico/bloques
ctrico/bloques

Tipo de borrado: luz/el

ISAISA--UMH

UMH Arquitectura Aut

Arquitectura Autóómatas Programables
matas Programables

1111

1212

Memoria
Memoria

Clasificaci

Clasificacióón:n:
Memorias de lectura/escritura,

Memorias de s

RAM. Su informaci

Su informacióón n

lo lectura, no reprogramables

reprogramables, , ROM.

Memorias de lectura/escritura de acceso aleatorio no vol

Memorias de lectura/escritura, RAM.
desaparece al faltar la alimentacióón.n.
desaparece al faltar la alimentaci
Memorias de lectura/escritura de acceso aleatorio no voláátil til
(bateríía), a), NVRAM
NVRAM
(bater
Memorias de sóólo lectura, no
el fabricante, no se pierden los datos al desconectar la