Automatismos eléctricos programables

Automatismos eléctricos programables Oriol Boix Aragonès Miquel A. Saigí Grau Ferran Zabaleta Alañà © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del "copyright", bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo públicos, así como la exportación e importación de ejemplares para su distribución y venta fuera del ámbito de la Unión Europea. Presentación 7 Presentación El texto que tenéis en las manos ha sido pensado como una introducción a los automatismos eléctricos que tienen como base al autómata programable industrial (API). Empieza estudiando los sistemas automatizados a nivel general continuando con el álgebra de Boole que permite clarificar algunos conceptos. Sigue con una pequeña introducción a los sistemas de numeración y codificación, así como un breve comentario sobre la evolución de los automatismos que permite comentar las ventajas y los inconvenientes de las diferentes tecnologías. A continuación se entra en el estudio del autómata programable industrial empezando por su arquitectura y continuando por su modo de funcionamiento, las formas de programación, las órdenes de mando, etc. Al mismo tiempo se hace una clasificación de los autómatas y se comentan los criterios de selección. Por otro lado se estudian otros aspectos como mantenimiento y averías, seguridad, diagnósticos, redundancias, redes de comunicación, etc. Además se ha incluido un capítulo sobre metodología de trabajo con autómatas que incorpora ejemplos para comenzar a sentar las bases de una aplicación práctica, lo cual, necesariamente, requiere ya de un autómata y la realización de programas. A pesar de los esfuerzos para evitar y corregir errores o imprecisiones, somos conscientes de que algunos no han sido detectados, por lo que pedimos disculpas anticipadamente y agradecemos la advertencia de los mismos. No queremos acabar esta presentación sin agradecer tanto el soporte como la colaboración de Xavier Solà, Joan Bergas, Oriol Güell, Antoni Sudrià y Maria Boix. Los autores Barcelona, Abril de 1993 © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Indice 9 Indice Presentación ....................................................7 1 Elementos de un proceso a automatizar ............................. 13 1.1 Elementos de entrada de órdenes ......................................... 13 1.2 Elementos de entrada de información ...................................... 14 1.3 Elementos de salida de información ....................................... 15 1.4 Preaccionadores y accionadores .......................................... 15 1.5 Sistema de tratamiento de la información ................................... 15 2 Algebra de Boole ............................................... 19 2.1 Elementos básicos de una maniobra eléctrica ................................. 19 2.2 Elementos complementarios de una maniobra eléctrica .......................... 20 2.3 Elementos básicos del álgebra de Boole .................................... 21 2.4 Funciones base del álgebra de Boole ....................................... 22 2.4.1 Función AND ............................................... 23 2.4.2 Función OR ................................................ 24 2.4.3 Propiedades distributivas ....................................... 25 3 Sistemas de numeración y representación ............................. 27 3.1 Sistemas binario, octal y hexadecimal ...................................... 28 3.2 Código BCD ....................................................... 30 3.3 Bits, bytes,nibbles, etc. ................................................ 30 3.4 Código ASCII ...................................................... 30 © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 10 Automatismos eléctricos programables 4 Evolución de los automatismos industriales ........................... 33 4.1 La lógica cableada (o electromecánica) ..................................... 33 4.2 La lógica neumática .................................................. 34 4.3 La lógica estática discreta .............................................. 34 4.4 La lógica estática integrada ............................................. 34 4.5 La lógica estática programada ........................................... 35 4.6 El ordenador de proceso ............................................... 35 4.7 El autómata programable industrial ........................................ 35 5 Definición y arquitectura del autómata programable industrial ............. 37 5.1 Definición histórica .................................................. 37 5.2 Arquitectura ........................................................ 37 5.2.1 Unidad de memoria ........................................... 37 5.2.2 Unidad de control ............................................ 39 5.2.3 Elementos de entrada y salida .................................... 40 5.2.4 Buses de comunicación ........................................ 45 5.3 Sistema operativo .................................................... 45 6 Configuración y programación ..................................... 47 6.1 Configuración del mapa de memoria ....................................... 47 6.2 Lenguajes y sistemas de programación ..................................... 47 6.2.1 Diagrama de contactos ......................................... 48 6.2.2 Puertas lógicas .............................................. 48 6.2.3 Diagrama funcional ........................................... 49 6.2.4 Diagrama de flujo ............................................ 49 6.2.5 GRAFCET ................................................. 50 6.2.6 Lenguaje booleano ............................................ 51 6.2.7 Lista de instrucciones .......................................... 51 6.2.8 Lenguajes de alto nivel ........................................ 52 7 Estudio del autómata programable industrial .......................... 53 7.1 Clasificación ....................................................... 53 7.2 Criterios de aplicación ................................................ 54 7.2.1 Velocidad de respuesta ......................................... 55 © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Indice 11 7.2.2 Entorno de trabajo ............................................ 56 7.2.3 Selección de un autómata ....................................... 56 7.3 Tendencias ........................................................ 57 8 Mantenimiento, averías y diagnósticos ............................... 59 8.1 Tipos de mantenimiento ............................................... 59 8.2 Principales averías ................................................... 60 8.3 Ayudas al diagnóstico y al mantenimiento integradas en los autómatas ............... 61 8.4 Criterios de seguimiento para determinar la causa de una avería .................... 63 8.5 Seguridad de la instalación en caso de defectos y averías ........................ 65 8.6 Control de funcionamiento y diagnósticos integrados dentro del programa ............. 66 8.7 Centralización de diagnósticos, alarmas y seguimiento del proceso .................. 67 8.8 Equipos para ayuda al diagnóstico ........................................ 68 8.9 Redundancias ....................................................... 68 9 Principales órdenes de mando ..................................... 71 9.1 Modos de funcionamiento de los terminales de programación ..................... 71 9.2 Modificación de un programa ........................................... 71 9.3 Búsqueda de elementos ................................................ 72 9.4 Monitorización de elementos ............................................ 72 9.5 Forzado de entradas y salidas ............................................ 73 10 Metodología de trabajo con autómatas programables ................... 75 10.1 Definir el proceso a automatizar ......................................... 75 10.2 Dibujar el esquema eléctrico de potencia de la parte operativa de la instalación ........ 76 10.3 Elección del autómata ................................................ 76 10.4 Asignación de las entradas y salidas de información y control .................... 77 10.5 Dibujar el esquema eléctrico de conexión del autómata a la red eléctrica ............. 78 10.6 Diseñar los ciclos de funcionamiento previstos ............................... 80 10.7 Diseñar y gestionar los defectos previstos y las seguridades necesarias para un correcto funcionamiento de la instalación ...................................... 80 10.8 Realizar la puesta en marcha ........................................... 81 10.9 Implementar el programa con el software adecuado para mejorar el mantenimiento y control de productividad de la instalación (programa SCADA) ................. 82 10.10 Ejemplo de aplicación a la automatización de una máquina ..................... 83 10.10.1 Definición del proceso a automatizar ............................. 83 © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 12 Automatismos eléctricos programables 10.10.2 Definición de los ciclos de trabajo y de los actuadores ................. 83 10.10.3 Modos de funcionamiento e interfases con el operador ................. 84 10.10.4 Alimentaciones y protecciones .................................. 86 10.10.5 Asignación de las entradas y salidas .............................. 86 10.10.6 Seguridad ................................................ 87 11 Red local .................................................... 89 11.1 Estructura, niveles y protocolos ......................................... 89 11.2 Campo de aplicación ................................................. 90 11.3 Gestión de la red ................................................... 90 11.4 Formas de comunicación .............................................. 91 11.5 Elementos conectables a la red .......................................... 91 Bibliografía .................................................... 93 © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Elementos de un proceso a automatizar 13 1 Elementos de un proceso a automatizar Un proceso a automatizar requiere tener en cuenta un conjunto de elementos, cada uno de los cuales realiza su función dentro del proceso. Podríamos representar el proceso con el sistema de control y estos elementos mediante el gráfico de la figura 1. Fig. 1 Seguidamente trataremos cada uno de los elementos que aparecen en este gráfico a fin de tener una visión general de las necesidades y posibilidades de la automatización industrial. 1.1 Elementos de entrada de órdenes Son los que permiten al operador la entrada de datos y órdenes al sistema. Podemos clasificarlos en dos categorías: binarios y numéricos (o alfanuméricos). Los elementos binarios son los que nos permiten entrar órdenes del tipo sí/no (cierto/falso, activado/desactivado, etc.). Entre ellos destaca el © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del "copyright", bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo públicos, así como la exportación e importación de ejemplares para su distribución y venta fuera del ámbito de la Unión Europea. 14 Automatismos eléctricos programables pulsador que es el más usado en el entorno industrial, sin embargo, podemos destacar también los interruptores, los conmutadores, etc. Los elementos numéricos permiten la entrada de números (codificados de diversas formas, como ya veremos). Los más corrientes son los preselectores digitales que son elementos con una rueda numerada (habitualmente del 0 al 9) que se puede hacer girar en uno u otro sentido mediante unos botones; el valor que aparece en el frontal del preselector es el que se envía al sistema de control. También destacan los teclados numéricos. Los elementos alfanuméricos permiten entrar letras y números (a menudo codificados en código ASCII), en la mayor parte de los casos se trata de teclados. 1.2 Elementos de entrada de información Los elementos de entrada de información se pueden clasificar según el tipo de señal que faciliten o según la magnitud que indiquen. Según el tipo de señal podemos distinguir los binarios, los numéricos y los analógicos. Los binarios comparan la magnitud con una referencia (umbral) y la salida corresponde al resultado de la comparación (mayor/menor); un ejemplo podría ser un termostato. Los numéricos facilitan un código numérico que corresponde al valor de la magnitud leída; un ejemplo podría ser un codificador de posición axial absoluto (encoder). Los analógicos dan una señal en forma de tensión eléctrica (o de corriente eléctrica) proporcional al valor de la magnitud; por ejemplo podemos citar un transductor de par mecánico. Las informaciones de tipo analógico se presentan habitualmente en uno de los siguientes cuatro rangos: 0 a 10 V, 0 a 20 mA,-10a10V y 4a20mA Las señales en corriente (0-20 mA y 4-20 mA) tienen la ventaja respecto a los de tensión de no verse afectados por la longitud de los conductores; además el tipo 4-20 mA facilita la detección de averías dado que el valor 0 mA sólo se puede obtener en caso de mal funcionamiento. Por estos motivos el tipo 4-20 mA es el más usado en el entorno industrial. Las magnitudes a detectar o medir son muchas, podemos destacar algunas: Temperatura, presión, caudal, pH, posición, velocidad, aceleración, fuerza, par mecánico, deformación, corriente eléctrica, tensión eléctrica, potencia, iluminación, presencia (final de carrera), proximidad (inductivos, capacitivos,...), etc. Además podemos incluir dentro de esta categoría los avisos (todos ellos binarios) procedentes de los preaccionadores; como podrían ser estado de contactores, fusibles, relés térmicos, etc. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 22 Automatismos eléctricos programables Fig. 10 r1=1 Relé siempre activado Fig. 11 r1=P1 Relé concordante con pulsador Fig. 12 r1 = P1 Relé discordante con pulsador 2.4 Funciones base del álgebra de Boole Las funciones base del álgebra son aquellas sobre las cuales se definen las propiedades que caracterizan cada álgebra. Las funciones de nuestra álgebra serán AND (y-lógica) y OR (o-lógica). Las propiedades de las funciones base se exponen, como se hace con otras álgebras, para los casos de dos y tres elementos, según se tercie. Su generalización es evidente. Para clarificar conceptos vale la pena mencionar en el caso del álgebra de los números reales, las funciones son adición (suma) y multiplicación (producto). © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Álgebra de Boole 23 2.4.1 Función AND Corresponde al caso en que hay dos pulsadores (P1, P2) en serie. Este circuito deja pasar corriente cuando P1 y P2 están apretados; tal como muestra el circuito de la figura 13 y la tabla de verdad que le acompaña (tabla 3). Para simplificar la función AND a menudo se representa con un punto . Tabla 3 P1 P2 r1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Fig. 13 r1=P1ANDP2=P1 P2 P1 P2 r1 ][ ][ () La función AND viene caracterizada por una serie de propiedades que comentamos a continuación. La propiedad conmutativa dice que el orden de los operandos no altera el resultado. P1 P2 = P2 P1 (2.1) La propiedad asociativa dice que en caso de tener que operar con tres elementos, no importa el orden con que se hacen las operaciones parciales. (P1 P2) P3 = P1 (P2 P3) (2.2) El 0 es un elemento nulo ya que operado con cualquier otro el resultado es 0. P1 0 = 0 (2.3) El 1 es el elemento neutro ya que operado con una variable la deja invariante. P1 1 = P1 (2.4) Presenta idempotencia dado que al operar una variable consigo se obtiene la misma variable. P1 P1 = P1 (2.5) © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 24 Automatismos eléctricos programables Cada elemento tiene un elemento simétrico que operado consigo da el elemento nulo. P1 P1 = 0 (2.6) 2.4.2 Función OR Corresponde al caso en que hay dos pulsadores (P1, P2) en paralelo. Este circuito deja pasar corriente cuando P1 o P2 (o ambos) están apretados; tal como muestra el circuito de la figura 14 y la tabla de verdad (tabla 4) que le acompaña. Para simplificar la función OR a menudo se representa con una cruz + . Tabla 4 P1 P2 r1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Fig. 14 r1=P1ORP2=P1+P2 P1 r1 ][ () P2 ][ La función OR viene caracterizada por una serie de propiedades que comentamos a continuación. La propiedad conmutativa dice que el orden de los operandos no altera el resultado. P1 + P2 = P2 + P1 (2.7) La propiedad asociativa dice que en caso de tener que operar con tres elementos, no importa el orden con que se hacen las operaciones parciales. (P1 + P2) + P3 = P1 + (P2 + P3) (2.8) El 1 es un elemento nulo ya que operado con cualquier otro el resultado es 1. P1 + 1 = 1 (2.9) El 0 es el elemento neutro ya que operado con una variable la deja invariante. P1 + 0 = P1 (2.10) © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Álgebra de Boole 25 Presenta idempotencia dado que al operar una variable consigo se obtiene la misma variable. P1 + P1 = P1 (2.11) Cada elemento tiene un elemento simétrico que operado consigo da el elemento nulo. P1 + P1 = 1 (2.12) 2.4.3 Propiedades distributivas Las propiedades distributivas son aquellas en que intervienen las dos funciones sobre tres elementos. Propiedad distributiva de respecto de + P1 (P2 + P3) = P1 P2 + P1 P3 (2.13) Propiedad distributiva de + respecto de P1 + (P2 P3) = (P1 + P2) (P1 + P3) (2.14) © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Sistemas de numeración y representación 27 3 Sistemas de numeración y representación En la vida cotidiana las personas cuentan según el sistema decimal, es decir usando 10 cifras (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9). En vez de este sistema se podía haber usado arbitrariamente cualquier otro pero éste fue el adoptado, probablemente porque en la época en que se hizo se contaba con los dedos de las dos manos. En el sistema decimal, para expresar un número mayor que 9 se ponen dos cifras de lado, la primera de ellas expresa el número entero de veces que es necesario contar hasta 10 y la segunda el resto que es necesario añadirle; así podemos contar hasta 99. Para contar hasta más arriba sólo es necesario ir aumentando el número de cifras. Por ejemplo el número cuarenta y siete mil quinientos ochenta y tres se descompone según puede verse en la figura 15. Fig. 15 4 decenas de millar = 410 4= 4 10000 = 40000 7 unidades de millar = 710 3= 7 1000 = 7000 5 centenas = 510 2= 5 100 = 500 8 decenas = 810 1=810 = 80 3 unidades = 310 0=31 = 3 47583 Así un mismo número puede ser representado en cualquier sistema de numeración que se nos pueda ocurrir. Por ejemplo, si decidimos contar en base 5 (con los dedos de una mano) escribiremos el número anterior como 3010313; veámoslo en la figura 16. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 28 Automatismos eléctricos programables Fig. 16 35 6= 3 15625 = 46875 05 5= 0 3125 = 0 15 4= 1 625 = 625 05 3= 0 125 = 0 35 2=325 = 75 15 1=15 = 5 35 0=31 = 3 47583 Hasta ahora sabemos convertir un número de cualquier base a decimal. Para hacer la conversión en sentido contrario vamos dividiendo el número por la base deseada hasta llegar a un cociente de cero; entonces todos los restos obtenidos leídos en orden inverso dan el número deseado. Así podemos convertir 47583 a base 5 como se observa en la figura 17. Fig. 17 47583 : 5 = 9516 3 9516 : 5 = 1903 1 1903 : 5 = 380 3 380:5 = 76 0 76:5 = 15 1 15:5 = 3 0 3:5 = 0 3 3010313 3.1 Sistemas binario, octal y hexadecimal Los ordenadores y los autómatas son equipos electrónicos y, como tales, sólo son capaces de almacenar dos valores que corresponden a los estados con corriente y sin corriente. Por este motivo estas máquinas trabajan internamente en forma binaria (base 2). © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Sistemas de numeración y representación 29 El código binario tiene sólo dos valores (0 y 1), lo que hace que un número escrito en binario tenga muchas más cifras que en decimal. Por ejemplo 47583 escrito en binario será 1011100111011111. A la hora de trabajar con ordenadores y autómatas no es cómodo trabajar en binario y, por esto, los usuarios pueden trabajar, según los casos, en octal o hexadecimal. En el sistema hexadecimal (base 16) disponemos de 16 cifras (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E i F). Demonos cuenta de que para evitar confusiones en la escritura a las 6 cifras superiores a 9 se les asigna una letra. Como ejemplo el número 47583 se escribiría en hexadecimal como B9DF, comprobémoslo en la figura 18. Fig. 18 B16 3= 11 4096 = 45056 916 2= 9 256 = 2304 D16 1= 13 16 = 208 F16 0= 15 1 = 15 47583 En el sistema octal (base 8) trabajamos con dígitos entre 0 y 7. El número 134737 escrito en octal, valdrá 47583 en decimal como se ve en la figura 19. Fig. 19 18 5= 1 32768 = 32768 38 4= 3 4096 = 12288 48 3= 4 512 = 2048 78 2= 7 64 = 448 38 1=38 = 24 78 0=71 = 7 47583 © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 30 Automatismos eléctricos programables 3.2 Código BCD A menudo un número tiene que ser representado en un display de salida. En este caso es habitual escribir este número en código BCD (decimal codificado en binario). Un número en código BCD consta de una sucesión de grupos de cuatro cifras binarias donde cada bloque es la cifra decimal correspondiente escrita en binario. Así el número 47583 se escribe en BCD como se puede ver en la figura 20. Fig. 20 0100 0111 0101 1000 0011 47583 3.3 Bits, bytes,nibbles, etc. Los ordenadores y autómatas suelen tener la memoria dividida en bloques iguales. Cada celda de memoria puede contener una cifra binaria (pasa corriente o no pasa corriente); es habitual asignar el valor 1 cuando está activada (pasa corriente) y el 0 cuando no lo está (no pasa corriente). A una cifra binaria se la llama bit. La agrupación de 4 bits forma un nibble y la de 8 bits forma un byte (también llamado octeto). La agrupación de bits funcional de un microprocesador se llama palabra; hay sistemas con palabras de 8 bits, otras de 16 bits, etc. Normalmente la capacidad de memoria de un equipo es una potencia de 2. Por ejemplo: 1024 bytes, 16384 bytes, 32768 bytes, 65536 bytes, etc. Para facilitar el contado de la capacidad de memoria (y también de otros datos) a menudo se cuenta en kilobytes oenmegabytes. En este caso el prefijo kilo no indica mil sino la potencia de dos más próxima, o sea 1024. De la misma manera mega indica 1048576. Así una memoria de 64 kB tiene 65536 bytes. 3.4 Código ASCII Muchas veces se desea representar un texto en un display de salida. En este caso es habitual escribir este texto en código ASCII. Un carácter ASCII viene representado por un número entre 0 y 127, por tanto, en un número de 7 bits. Los códigos ASCII son los de la tabla 5 donde los espacios sombreados corresponden a los caracteres de control. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Sistemas de numeración y representación 31 Tabla 5 0123456789 0 10 20 30 ! " # $ % & ’ 40 ( ) * + , - . / 0 1 50 2 3 4 5 6 7 8 9 : ; 60 < = > ? @ A B C D E 70 F G H I J K L M N O 80 P Q R S T U V W X Y 90 Z [ \ ] ^ _ ‘ a b c 100 d e f g h i j k l m 110 n o p q r s t u v w 120 x y z { | } Dado que habitualmente se trabaja con sistemas hexadecimal u octal se suelen usar 8 bits para designar un carácter, de manera que el bit más significativo es siempre 0; de esta forma en un octeto cabe un carácter y en una palabra de 16 bits caben dos. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Evolución de los automatismos industriales 33 4 Evolución de los automatismos industriales Tomemos el caso de la maniobra de un ascensor como ejemplo de automatismo. Las entradas son los pulsadores de las plantas y la cabina, los detectores de posición de la cabina, los detectores de puerta abierta, el relé térmico, etc. Los elementos de salida son los pilotos de planta actual, ocupado, dirección, etc., el timbre de alarma y el motor. Para automatizar el proceso podemos usar cualquier sistema que nos permita actuar sobre las salidas. A lo largo de la historia ha habido diversas formas de implantación de los automatismos industriales (no todas ellas se han usado exhaustivamente en la automatización de ascensores). 4.1 La lógica cableada (o electromecánica) La lógica cableada fue la primera que se usó y la de más gran difusión pues la mayoría de los automatismos se han hecho de esta manera. Consiste en interconectar relés con los elementos de entrada y salida para que, a base de conexiones en serie y en paralelo de elementos, al final se obtenga el automatismo deseado. Se dispone de diversos elementos: relés de conmutación, contactores, relés de funciones lógicas, temporizadores, relés de control, etc. Este tipo de automatismo tiene el inconveniente del gran volumen ocupado por el automatismo. Ciertamente, las dimensiones de un relé son importantes y las funciones que permite hacer son pocas (enclavamiento, negación). Esto hace que se intente reducir al máximo su número de manera que los esquemas de conexionado se vuelven difíciles de interpretar. Cuando los automatismos se complican los esquemas son realizados de forma intuitiva. La modificación de un automatismo pasa a menudo por desmontar una buena parte y cablearlo de nuevo. Además, a causa de la presencia de contactos móviles, necesitan un mantenimiento importante. En caso de automatismos sencillos esta solución continúa teniendo ventajas ya que la lógica cableada es la única que no requiere forzosamente un cambio de los niveles de tensión entre el automatismo y los elementos a controlar. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Definición y arquitectura del autómata programable industrial 41 c) Detectores de proximidad inductivos. Constan de un circuito electrónico oscilante basado en una inductancia que deja de oscilar cuando ésta se encuentra en las proximidades de una pieza metálica. d) Detectores de proximidad capacitivos. Constan de un circuito electrónico oscilante basado en un condensador que no oscila en condiciones normales pero sí cuando un objeto no metálico pasa cerca suyo. A pesar de la descripción, si se ajustan convenientemente, también pueden detectar objetos metálicos. e) Detectores de proximidad fotoeléctricos de reflexión. Hay un elemento que emite un haz de luz y lo tiene que volver a recibir. El objeto a detectar tiene que reflectar el haz sobre el detector. f) Detectores de proximidad fotoeléctricos de interposición. Hay un elemento que emite un haz de luz y otro que lo tiene que recibir. El objeto a detectar tiene que interponerse entre el emisor y el receptor. Se llaman reflex aquellos en que el emisor y el detector están juntos y el haz de luz se refleja en un reflector catadióptrico; en este caso si hay posibilidades de que el objeto a detectar refleje el rayo de luz es necesario usar haces polarizados dado que los reflectores catadióptricos giran el plano de la luz. Conviene distinguir entre aquellos captadores o detectores que necesitan una alimentación exterior para funcionar (detectores de tres hilos) y los que no necesitan (detectores de dos hilos). Entre los detectores de dos hilos distinguimos aquellos que se basan en un sencillo contacto eléctrico y los que llevan circuitería electrónica. Entre los detectores electrónicos de dos hilos podemos distinguir entre los no polarizados (figura 22) que, con el mismo principio, pueden funcionar en corriente continua o en corriente alterna (y algunos indistintamente en corriente continua y corriente alterna) y los polarizados (figura 23) que sólo pueden funcionar en corriente continua y vigilando la polaridad de conexión. Fig. 22 © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 42 Automatismos eléctricos programables Fig. 23 Los captadores de dos hilos tienen la ventaja de que un mismo tipo de captador se puede usar con autómatas diferentes. Es necesario vigilar que la corriente residual (en estado abierto) que necesitan para funcionar no pueda activar la entrada del autómata. Los captadores de tres hilos no tienen corrientes residuales pero necesitan alimentación externa. Hay dos tipos según la lógica del autómata donde se tienen que conectar. Los captadores de tipo NPN (figura 24) se usan en autómatas con el negativo como común de entrada (tipo source) y los de tipo PNP (figura 25) se usan en autómatas con el positivo como común de entrada (tipo sink). Fig. 24 También hay posibilidades de entradas digitales codificadas como pueden ser teclados, preselectores digitales, encoders, etc. Estos elementos convierten señales de tipo numérico en un conjunto de bits en codificación hexadecimal, BCD, etc. Las entradas analógicas son capaces de aceptar señales de tensión o corriente entre dos valores (0..10 V, -10..10 V, 4..20 mA, 0..20 mA) y asociarles un número de 8, 10, etc. bits que indique el valor leído. Se usan para la medida de temperaturas, presiones, caudales, tensiones, corrientes, pares, etc. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Definición y arquitectura del autómata programable industrial 43 Fig. 25 Conviene usar hilo trenzado y apantallado para las entradas analógicas y corto circuitar aquellas entradas por tensión que no se tengan que usar. Habitualmente la pantalla suele conectarse a tierra en el lado del autómata (figura 26) y al negativo en el extremo donde está el captador. En algunos casos se conecta a tierra y al negativo en el extremo correspondiente al captador (figura 27) pero es necesario vigilar que la tensión que puede haber entre los dos negativos que entran en el autómata no supere el límite admisible (habitualmente de pocos volts). Fig. 26 Fig. 27 © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 44 Automatismos eléctricos programables Elementos de salida Las salidas digitales también son de tipo sí/no. En el caso de salidas en corriente continua pueden ser por transistor o por relé mientras que si la salida es en corriente alterna puede ser por triac o por relé. En las salidas por transistor, éste entra en conducción cuando la salida se activa. Son apropiadas para accionar elementos de pequeña potencia en corriente continua (electroválvulas, contactores, pilotos, etc.). Pueden ser con el negativo común (tipo source) o con el positivo común (tipo sink). En las salidas por triac, éste entra en conducción cuando la salida se activa. Cuando la salida se desactiva el triac continuará conduciendo hasta el primer paso por cero de la corriente. Por este motivo las salidas por triac no funcionan en corriente continua. Las salidas por relé son las más versátiles ya que el usuario dispone de un contacto de relé libre de tensión (aislado de cualquier otro circuito) de manera que cada salida puede accionar elementos diferentes a tensiones diferentes. Tienen el inconveniente de que la velocidad de respuesta es pequeña, por tanto, no pueden usarse en aplicaciones que requieren cambios rápidos en las salidas. También hay elementos de salida codificada como displays de 7 segmentos, displays alfanuméricos ydisplays de mensajes. Fig. 28 Las salidas analógicas pueden dar señales de tensión o de corriente variables (0..10 V, -10..10 V, 4..20 mA, 0..20 mA) que permiten accionar válvulas proporcionales, dar consignas a variadores de velocidad para motores, etc. Conviene usar hilo trenzado y apantallado para las salidas analógicas. La pantalla suele conectarse a tierra en el lado del autómata (figura 28) y al negativo en el extremo donde está el preaccionador dado que el negativo de las diferentes salidas del mismo autómata suele ser común. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Definición y arquitectura del autómata programable industrial 45 5.2.4 Buses de comunicación Son el medio físico a través del cual el procesador se comunica con el resto de elementos del sistema (entradas y salidas, memoria, periféricos). Hay normalmente tres buses: Direcciones, datos y control. Cada uno de ellos está formado por un conjunto de cables, o mejor dicho un conjunto de pistas de circuito impreso. Cada uno de los elementos conectados al bus tiene una dirección. El bus de direcciones es por donde el procesador envía la dirección del elemento al que quiere enviar o que quiere que le envíe información. Esta dirección llegará a todos los elementos pero sólo tiene que haber un elemento que se identifique. El bus de datos es por donde todos los elementos enviarán los datos. En una escritura, el procesador pondrá los datos que quiere que lea el elemento señalado con el bus de direcciones. En el caso de una lectura, el procesador leerá los datos que haya puesto el elemento señalado. El bus de datos es, por tanto, bidireccional. El bus de control es aquel mediante el cual el procesador explica qué operación se está efectuando. Las operaciones más corrientes son leer y escribir. 5.3 Sistema operativo El sistema operativo se encarga de ejecutar las funciones del autómata, tanto si son en tiempo real como si no. En programas sencillos se ejecutan todas las funciones dentro de un solo ciclo. En programas más complejos nos podemos encontrar que el tiempo de ejecución sea inaceptable. En estos casos a menudo se hace un fraccionamiento del programa en módulos (subrutinas) de manera que no todos los módulos se ejecutan en todos los ciclos. Se encuentran también casos en los que se ejecuta una parte de cada módulo en cada ciclo de programa. Este método tiene serios problemas de interpretación de programas y depuración y corrección de errores de los mismos. Algunos autómatas incorporan ya subrutinas de interrupción por tiempo que permiten ejecutar algunas partes de programa cada un cierto tiempo. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Configuración y programación 47 6 Configuración y programación 6.1 Configuración del mapa de memoria Configurar el mapa de memoria quiere decir indicar, antes de empezar la programación, qué parte de la memoria se reserva para cada cosa. Es necesario definir las direcciones donde se encontrarán la tabla de imágenes de entrada, la tabla de imágenes de salida, los relés internos, los registros de control, las variables enteras, las variables reales (coma flotante), los datos de contadores, los datos de temporizadores, etc. No todos los autómatas tienen todos estos tipos de registros, otros tienen más. Los relés internos son direcciones binarias que se usan como relés que no afectan a las salidas para realizar automatismos. En algunos autómatas el mapa de memoria es fijo. En otros es necesario configurarlo antes de programar o se autoconfigura automáticamente a medida que se va programando. 6.2 Lenguajes y sistemas de programación El técnico que prepara un automatismo debe diseñar primero la lógica que éste tiene que seguir y, una vez acabado el diseño, tiene que explicarlo al autómata a fin de que éste pueda entenderlo y llevarlo a la práctica. El método que use para crear el automatismo no tiene ninguna importancia mientras después sea capaz de traducirlo a alguna forma inteligible para el autómata. Los métodos de entrar el automatismo al autómata (lenguajes de programación) son diversos. A continuación describimos los más corrientes. En todos los casos pondremos como ejemplo el mismo automatismo (que en lógica cableada podríamos definir con el circuito de la figura 29) que corresponde al control de una puerta automatizada para un edificio. En este ejemplo K1 será el contactor que hace abrir la puerta y K2 el que la hace cerrar. P será el detector situado debajo la alfombra y FdCO y FdCT son respectivamente los finales de carrera de abrir y de cerrar. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 48 Automatismos eléctricos programables Fig. 29 6.2.1 Diagrama de contactos También conocido como diagrama de relés, es la forma más corriente de programar un autómata. Se trata de hacer un esquema como si se tuviese que hacer un automatismo con relés y esto se entra gráficamente en el software del autómata. Este lenguaje tiene la ventaja de que los técnicos de mantenimiento están acostumbrados a dibujar circuitos lógicos con relés. En la mayor parte de los autómatas el circuito se dibuja según el método americano en que los símbolos son diferentes y las líneas lógicas van horizontales con las salidas a la derecha, tal como se ve en la figura 30. Fig. 30 6.2.2. Puertas lógicas Consiste en hacer un esquema como si se tuviese que hacer un automatismo electrónico. Este método tiene la ventaja de ser sencillo para aquellos que han trabajado antes con puertas lógicas. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Configuración y programación 49 Fig. 31 6.2.3 Diagrama funcional Consiste en hacer un circuito similar al de las puertas lógicas pero con bloques funcionales. Los símbolos que se usan habitualmente en los bloques funcionales son: & Función y (AND) ≥1 Función o (OR) =1 Función o-exclusiva (EXOR) = Función igual Fig. 32 6.2.4 Diagrama de flujo Es un método parecido a los árboles de decisión que se usan también en algorítmica. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 50 Automatismos eléctricos programables Fig. 33 Consta de cajas en forma de rombo y de rectángulo. Los rombos son preguntas con respuesta sí o no y los rectángulos son acciones. 6.2.5. GRAFCET Fig. 34 © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Configuración y programación 51 El GRAFCET (Graphe de commande etape-transition, grafo de pedido con etapas y transiciones) es un método similar a los árboles de decisión en que puede haber etapas simultáneas (en paralelo). Antes de cada etapa hay una transición (figura 34). En el GRAFCET las etapas se representan con cuadrados, que son en línea doble si se trata de etapas iniciales. Las acciones a realizar en cada etapa se representan con rectángulos que salen lateralmente de las etapas. Las líneas simples son los caminos según los cuales evoluciona el automatismo y las dobles indican que los caminos se bifurcan para dar lugar a etapas en paralelo (simultáneas). Una rayita horizontal que cruza la línea simple representa una transición. No se puede franquear la transición hasta que no se ha cumplido la condición que se especifica en él. 6.2.6. Lenguaje booleano Consiste en escribir directamente las ecuaciones booleanas que representan el automatismo. En el ejemplo que venimos representando sería el de la figura 35. Fig. 35 6.2.7. Lista de instrucciones Se trata de describir las ecuaciones booleanas con una lista de instrucciones de un solo operando. Cada autómata tiene su forma particular de hacerlo. Una podría ser la de la figura 36. Fig. 36 LOAD K1 OR P AND NOT FdCO OUT K1 LOAD NOT P AND NOT FdCT AND NOT K1 OUT K2 © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 58 Automatismos eléctricos programables También se aprecia un desarrollo en los paquetes de software de ayudas a la programación que corren sobre PC, junto con la aparición de sistemas SCADA (sistema de control y adquisición de datos en tiempo real), en autómatas de gama media y en algunos de pequeña. Otro aspecto que está tomando importancia es el de los autómatas redundantes. Dos autómatas controlan independientemente un proceso y van comparando en cada scan las tablas de entradas y salidas; si detectan discrepancias, llevan el proceso a una posición estable y segura y se paran en unos casos y en otros hay todo un sistema para determinar cuál de los dos equipos es el que está fallando. Aspecto Económico Las tendencias en este terreno van hacia la reducción de costes como en todas las tecnologías informáticas. No tan sólo los propios API sino también los equipos periféricos y las redes locales se beneficiarán de esta tendencia. En la gama alta los precios podrán parecer importantes, pero siempre con una relación más favorable prestaciones/precios. Dominios de utilización El amplio abanico de autómatas permite anticipar una utilización cada vez mayor de estos sistemas. Dado el carácter flexible, ya que es programable, robusto y muy miniaturizado en la gama baja, permite considerar su integración en los conjuntos más complejos. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Mantenimiento, averías y diagnósticos 59 8 Mantenimiento, averías y diagnósticos 8.1 Tipos de mantenimiento El mantenimiento se puede clasificar en los siguientes tres tipos: 1. Mantenimiento correctivo. Basado en reparar o sustituir aquellos elementos que no funcionan o no lo hacen correctamente. Podemos citar como ejemplos el cambio del fusible de una tarjeta de E/S o la sustitución de un captador averiado. 2. Mantenimiento preventivo. Consiste en prever las averías y evitarlas. 3. Mantenimiento mejorador. Orientado a disminuir la tasa de fallos de un determinado componente. Podemos mencionar como ejemplo la instalación de diodos de rueda libre en paralelo con las bobinas de los relés o poner protectores de sobretensiones en la alimentación de los equipos electrónicos. Por otra parte el mantenimiento preventivo puede descomponerse en los siguientes tres tipos: a) Sistemático. Consiste en cambiar o ajustar cada un cierto tiempo o un número concreto de utilizaciones. Por ejemplo cambiar la pila de un autómata cada año o sustituir los contactos de un interruptor cuando se ha realizado un número de maniobras preestablecido. b) Condicional. En este caso la sustitución o condicionamiento de un componente depende de una magnitud medida. Por ejemplo, el cambio de la rueda de goma de un tacómetro cuando el desgaste llega a un determinado valor. c) Predictivo. Consiste en observar la evolución de una degradación y prever la evolución futura. Esta previsión se puede ir corrigiendo en función de las diferencias que se puedan observar entre la previsión por un instante determinado y el estado real en aquel instante. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 60 Automatismos eléctricos programables 8.2 Principales averías La proporción más elevada de averías en una instalación gobernada por un autómata se da fuera del mismo. La parte aproximada que corresponde a elementos interiores a éste es de un 5% y el resto (95%) se distribuye sobre los elementos exteriores a él; como pueden ser emisores de señales, accionamientos, líneas de transmisión de datos, cableado, etc. Esto ya nos da una idea de la alta fiabilidad del autómata, hecho que nos lleva a hablar de un mantenimiento de tipo preventivo más que de un mantenimiento en el sentido tradicional. Refiriéndonos al total de averías que aparecen en una instalación, la parte central de un mando programable en memoria puede considerarse fiable y, por tanto, con un alto grado de disponibilidad. Resulta lógico, por tanto, pensar que utilizando esta parte central de alta disponibilidad, se intenten "atacar" la mayoría de las averías (el 95% son externas al mando) mediante funciones de diagnóstico programadas y se aumente así la disponibilidad de toda la instalación. La realización de este intento exige, generalmente, solamente un mayor volumen de memoria y de software. Es por esto que los actuales programas de usuario de los mandos programables incluyen amplias funciones programadas de diagnóstico, tendencia ésta que probablemente se verá acentuada en un futuro. El modo más eficaz de evitar las averías en los controles programables es, posiblemente, tratar de minimizar las acciones "agresivas" del medio sobre el autómata, y la mejor manera de hacerlo es instalar éste, teniendo en cuenta todas las posibles agresiones a que se verá sometido. En líneas generales, podemos decir que estas acciones serán una o diversas de las que pueden actuar a causa de: Ambiente físico y mecánico Los cuatro parámetros principales que lo caracterizan son las vibraciones, los choques, la humedad y la temperatura. Así la proximidad de altos hornos, reactores o incluso condiciones climáticas difíciles pueden dar lugar a funcionamientos limitados por lo que respecta a tolerancias admitidas en los componentes (de aquí la necesidad de sistemas de ventilación natural o forzada en los autómatas). Una humedad relativa elevada (más del 80%) provoca condensaciones y acelera la corrosión; en cambio una humedad inferior al 35% favorece la creación de potenciales electrostáticos que comportan la aparición de situaciones aleatorias en los sistemas lógicos. Finalmente la proximidad de aparatos generadores de vibraciones y de choques somete a aceleraciones peligrosas los contactos, soldaduras y componentes. Lo mismo sucede con los dispositivos embarcados en vehículos. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Mantenimiento, averías y diagnósticos 61 Polución Química Estas palabras se aplican a un número importante de factores particularmente destructivos, tales como gases corrosivos (Cl2,H 2S, SO2), vapores de hidrocarburos, polvo metálico (en fundiciones y altos hornos) o mineral (fábricas de cemento). Las corrosiones degradan los contactos y microcircuitos. Los dos medios de protección más corrientes utilizados por los fabricantes son el barnizado de los circuitos impresos y la instalación de filtros que eliminen el polvo o gases contaminantes. También se usan, a veces, aparatos que presentan una estanquidad total. Perturbaciones eléctricas Las principales perturbaciones son: a) Las f.e.m. termoeléctricas (efecto Peltier) de algunos milivolts. b) Los potenciales voltaicos de unión, creados por el contacto entre metales químicamente diferentes. c) Los parásitos de origen electrostático d) Las interferencias electromagnéticas resultantes de acoplamientos inductivos o capacitivos (proximidad de transformadores, estaciones de soldadura, contactos de arranque), efectos de los rayos, etc. Las dos primeras pueden dar lugar a perturbaciones en las medidas analógicas de bajo nivel, o engendrar procesos de corrosión. Las últimas imponen una realización esmerada de las entradas/salidas usando aislamientos galvánicos eficaces (optoelectrónicos, relés, transformadores de aislamiento). Una forma práctica de evitar las perturbaciones eléctricas producidas por cargas inductivas, que son las más frecuentes, es acoplar en paralelo una red RC y opcionalmente un varistor MOV si la carga es grande, en corriente alterna, o sencillamente un diodo para bobinas alimentadas en corriente continua (figura 38). También es aconsejable usar un buen apantallamiento en las líneas de transmisión de datos por canal serie (como RS-232 y 422) bastante sensibles a las perturbaciones electromagnéticas que se ponen en juego en una instalación industrial. 8.3 Ayudas al diagnóstico y al mantenimiento integradas en los autómatas Los autómatas programables industriales tienen una serie de funciones internas orientadas al diagnóstico de su estado de funcionamiento. Podemos citar diversas funciones aunque no todos los autómatas dispondrán de todas ellas. La lista tampoco pretende ser exhaustiva. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 62 Automatismos eléctricos programables Fig. 38 a) Supervisión de las alimentaciones internas. Dado que el autómata requiere normalmente diversos niveles de tensión para las diferentes funciones, es conveniente que haya un control de las mismas por parte del procesador para poder garantizar que las órdenes se podrán cumplir. b) Control de la duración del programa por Watchdog. Una parte del propio procesador (independiente del programa del automatismo) está comprobando permanentemente (como un perro guardián) que el ciclo de programa no sobrepasa un tiempo fijado como límite. El hecho de sobrepasar este límite en un programa ya depurado puede tener dos causas: c) Hay alguna avería en la gestión de memorias o del sistema microprocesador d) El programa tiene un bucle interno bastante largo como para considerar intolerable el tiempo de refresco de las entradas y salidas o el tiempo de ejecución de partes críticas del programa. e) Duración del último ciclo de programa. El conocimiento de este dato nos permite prever la posibilidad de una interrupción por Watchdog. f) Checksum del programa. El procesador va sumando periódicamente los contenidos de toda la memoria de programa; si en algún momento esta suma ha cambiado de valor (sin intervención del terminal de programación) quiere decir que ha habido un fallo interno. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Mantenimiento, averías y diagnósticos 63 g) Doble lectura de las informaciones del bus. Para asegurarse de que los datos intercambiados entre los módulos se han interpretado correctamente. h) Comprobación de las tarjetas de entradas y salidas. Las cartas controlan el estado de sus E/S, fusibles, etc. El procesador controla si hay defectos en las tarjetas, la correcta instalación de las mismas, etc. i) Comprobación de red. En el caso de instalaciones con autómatas (y otros elementos) interconectados mediante una red, el autómata que controla la red (o a menudo cualquiera de los autómatas conectados) puede seguir la presencia y estado de los otros autómatas. j) Estado de la batería. Esta batería sirve para mantener la memoria y el funcionamiento del reloj cuando se produce un fallo del suministro eléctrico. k) Diagnóstico de errores de programa. Cuando el programa se para por culpa de un error podemos saber el tipo de error y la línea del programa donde se ha producido, cosa que nos puede permitir mejorar el programa. También nos puede indicar la fecha y la hora en que esto ha sucedido. l) Gestión de errores. Cuando el procesador detecta un error ejecuta una parte especial del programa (subrutina) que permite detectar el error, corregirlo (si es posible) y enviar un mensaje a otro autómata. Como ayudas a la identificación y corrección de defectos algunos autómatas incorporan algunas posibilidades como pueden ser: 1. Posibilidad de sacar y poner las tarjetas en tensión 2. Posibilidad de modificar el programa en RUN 3. Autonomía de las tarjetas inteligentes El técnico que se beneficia de estas posibilidades sobre una máquina en funcionamiento tiene que ser perfectamente consciente de los riesgos que esto supone para la máquina y las personas que la rodean. 8.4 Criterios de seguimiento para determinar la causa de una avería En caso de una avería en el automatismo será necesario determinar qué elemento es el que no funciona correctamente. Una forma razonable de hacerlo, en caso de tener el programa escrito en GRAFCET (o de tener un programa pensado en GRAFCET y traducido a otro lenguaje de programación) puede ser la de la figura 39. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 64 Automatismos eléctricos programables Fig. 39 © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Mantenimiento, averías y diagnósticos 65 8.5 Seguridad de la instalación en caso de defectos y averías En caso de defectos y averías es habitual que una o más partes de la máquina queden sin alimentar o que se pierda la información de captadores. No es necesario decir la importancia de evitar las situaciones de riesgo que pueden derivar de estos hechos. Por este motivo se recomiendan una serie de medidas (muchas de ellas normalizadas) como podrían ser las que citamos a continuación. La pérdida de tensión de un elemento ha de llevarlo a una situación estable y segura. De la misma forma la pérdida de la tensión (o de presión de aire comprimido) de todo el sistema ha de llevarlo también a una situación estable y segura. Ejemplos de esto podrían ser usar frenos por ausencia de tensión (hay que alimentar el freno para desfrenar y no para frenar) en sistemas de elevación, usar electroválvulas de tres posiciones en el pedido de cilindros cuando sea necesario evitar el movimiento del cilindro por una fuerza exterior, etc. La rotura o desconexión de un cable correspondiente a un actuador tiene que provocar su parada en forma segura. Por ejemplo todos los contactores cortan la corriente cuando se quedan sin tensión de alimentación; en el caso de electroválvulas es necesario seleccionar convenientemente según la aplicación. Todos los movimientos no autolimitados y todas las funciones controladas en forma analógica o numérica han de complementarse con detectores binarios para garantizar un límite de seguridad. Por ejemplo un dispositivo elevador con diversas posiciones de parada debe disponer de un detector de final de carrera al final del recorrido para prevenir el rebasamiento de la posición de parada deseada. Un sistema de control de temperatura debe disponer de un termostato de seguridad para garantizar la desconexión del sistema calefactor si se supera la temperatura máxima de seguridad. En dispositivos que tengan diversas formas de accionamiento que no se puedan activar simultáneamente es necesario imposibilitar físicamente esta simultaneidad a parte del hecho que probablemente el programa ya realiza esta función. Así en el pedido de un motor con dos sentidos de giro o con dos velocidades es necesario, a parte del programa de autómata, enclavar los contactores correspondientes. En general todos los dispositivos de emergencia deben cortar directamente la alimentación de los preaccionadores y, si interesa, informar al autómata de su actuación. Un ejemplo de esto podría ser el esquema de la figura 40. En esta figura KA1 es un relé auxiliar que controla la alimentación de todos los preaccionadores, FSP y FSB son los detectores de seguridad de límite de movimiento, PEM es el pulsador de emergencia de la máquina, REA el pulsador de rearmame del sistema, KMP y KMB los contactores (enclavados) de los dos sentidos de movimiento y FCA un relé controlado por el autómata que se cierra cuando el autómata está en RUN sin ningún defecto. En el esquema de la figura los relés KMP y KMB están enclavados eléctricamente y también mecánicamente; el enclavamiento mecánico no es imprescindible pero sí muy recomendable. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 66 Automatismos eléctricos programables Fig. 40 Podemos ver que si no hay ningún defecto ni emergencia se activa el relé KA1 permitiendo la alimentación de los preaccionadores; cuando la salida correspondiente del autómata se active se conectará KMP si KMB no lo está (y al revés). 8.6 Control de funcionamiento y diagnósticos integrados dentro del programa A través del propio programa del autómata pueden detectarse diversas averías y funcionamientos anómalos. A continuación comentaremos algunas de estas posibilidades. Cuando un elemento tiene que moverse en dos direcciones con dos finales de recorrido fijos es conveniente no sólo tener en cuenta el detector de final en el sentido del movimiento actual sino también el del sentido contrario. Si, por ejemplo, los dos detectores de final son activos simultáneamente puede ser causado por la avería de uno de los dos o bien uno de los dos es accionado por un elemento anómalo. Por otra parte cuando se inicia el movimiento en un sentido, el detector de final del movimiento en sentido contrario tiene que desactivarse en un tiempo pequeño o está averiado. Cuando un elemento tiene que moverse en dos direcciones con puntos de parada variables es conveniente no sólo tener en cuenta el detector del punto de parada sino tener en cuenta que cada uno de los detectores tiene que irse activando a continuación de su precedente. Si, por ejemplo, dos detectores están activos simultáneamente puede ser causado por la avería de uno de los dos o bien uno © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Mantenimiento, averías y diagnósticos 67 de los dos es accionado por un elemento anómalo. Otro caso puede ser que después del segundo detector se active el cuarto, lo que puede indicar que el tercer detector está averiado o que todavía no ha llegado al tercero y hay un elemento anómalo que activa el cuarto. Para mejorar la forma de detección de defectos en accionadores y captadores se pueden usar elementos de doble contacto, uno normalmente abierto y uno normalmente cerrado, conectados a tarjetas de entradas diferentes del autómata. Si las tablas de imágenes de entradas correspondientes a las dos tarjetas no contienen informaciones complementarias quiere decir que una de las dos tarjetas o el captador correspondiente están averiados. Respecto a las salidas es conveniente que el estado de cada preaccionador y/o accionador sea leído mediante una entrada del autómata a fin de comprobar el correcto funcionamiento de las salidas y los elementos conectados a ellas. Por ejemplo, conviene que un contacto auxiliar de cada contactor informe al programa, a través de una entrada, del estado en que se encuentra. Para cada movimiento o acción es conveniente fijar unos límites de tiempo máximos y mínimos dentro de los cuales la correspondiente operación debe finalizar. El programa tendrá quetratar aquellos casos en que los tiempos invertidos en la operación no sean los esperados. En caso de programas en GRAFCET solamente es necesario observar el tiempo de activación de cada una de las etapas significativas. 8.7 Centralización de diagnósticos, alarmas y seguimiento del proceso En el caso de procesos controlados por diversos equipos (más de un autómata, controles numéricos, variadores de velocidad, etc.) es interesante, de cara a la gestión del funcionamiento y de los defectos, la interacción de los equipos dentro de una red de comunicaciones. De esta forma uno de los elementos puede conocer el estado en que se encuentran los otros y obrar en consecuencia. Habitualmente cuando dos o más autómatas están conectados en red, el sistema permite que uno de ellos (o cualquiera de ellos según el tipo de red) pueda consultar si los otros están o no activos (alimentados y correctamente conectados y configurados), controlar los bits de sistema (estados, diagnósticos, etc) de los otros, sus entradas y salidas, etc. En algunos casos un autómata puede poner en marcha y parar otro, modificar sus bits del sistema, etc. En el caso de autómatas programados en GRAFCET pueden consultarse las etapas activas de los otros autómatas. A esta red pueden conectarse también terminales de operador, sistemas SCADA, etc. que pueden facilitar la operación sobre el sistema y la detección de errores. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Metodología de trabajo con autómatas programables 75 10 Metodología de trabajo con autómatas programables A la hora de abordar un proyecto de automatización es necesario sistematizar el proceso de trabajo. Para definir esta metodología proponemos el orden de actuación que se detalla a continuación. 10.1 Definir el proceso a automatizar Para definir la automatización de un proceso es necesario: a) Descripción de la instalación mediante planos o croquis de implantación física de la parte operativa del proceso. b) Determinar los actuadores neumáticos, hidráulicos, electrónicos, electromecánicos, electroneumáticos, etc., que intervienen. c) Definir los sensores y captadores de señal que intervienen (detectores, finales de carrera,....). d) Definir, en el tiempo, la función que realiza cada actuador, mediante un diagrama de secuencias o un GRAFCET de primer nivel. e) Decidir las medidas de seguridad que debe haber, respetando las normas vigentes de protección del personal. Es necesario tener presente la posible presencia, en el entorno de la máquina, de personal que no conozca el proceso y evitar, en la medida de lo posible, que los problemas de funcionamiento del automatismo puedan estropear los elementos de la máquina o del proceso. f) Prever posibles averías que pueda tener el proceso y su tratamiento. g) Tener presentes las posibles interferencias con el entorno. h) Prever el mando manual, que puede ser muy interesante para las puestas en marcha o para resolver problemas de funcionamiento. Incluso algunas instalaciones se hacen con la posibilidad de mando manual sin intervención del autómata. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 76 Automatismos eléctricos programables i) Determinar las formas de diálogo del proceso con el operador (señales ópticas, sonoras, displays,...) j) Definir las normas para el mantenimiento de la instalación. 10.2 Dibujar el esquema eléctrico de potencia de la parte operativa de la instalación 1. Escoger la normativa a usar (DIN, CNOMO, JIC,....). 2. Dibujar el esquema eléctrico de potencia, teniendo presente la tensión normalizada de la red de alimentación. En las instalaciones con elementos no eléctricos es necesario prever otros tipos de alimentaciones de potencia (por ejemplo, aire comprimido en instalaciones con actuadores neumáticos). 3. Definir las alimentaciones de todos los actuadores y sensores usados. 10.3 Elección del autómata La elección será en función de diversos condicionantes, entre los que podemos destacar: a) Fabricante con un buen servicio de asistencia técnica. b) Autómata conocido por el personal de mantenimiento de la instalación. c) El tipo de programación a usar (lenguajes disponibles, potencia de cálculo, soporte de software,...) d) Número de entradas y salidas a usar y su alimentación. e) Polaridad de las cartas de entrada del autómata (PNP o NPN) si se usan detectores o captadores en corriente continua. g) Tipos de salidas a usar (relé, transistor o triac) según el tipo de alimentación de los elementos a conectarle. En el caso de las cargas en corriente continua es necesario prever la polaridad. h) La carga a soportar por las cartas de salida debe ser la adecuada en función de la alimentación escogida. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Metodología de trabajo con autómatas programables 77 i) Considerar futuras ampliaciones (aumentar el número de entradas y salidas, aumento de la necesidad de memoria para la mejora del programa, redes de comunicación, ...). j) Datos de la unidad central (tiempo de scan, tipo de memoria, ...). k) Criterios económicos. 10.4 Asignación de las entradas y salidas de información y control Es necesario asignar a cada captador y a cada actuador que interviene en el proceso controlado por el autómata, una entrada o una salida, teniendo presente: 1. Consultar en el manual técnico del autómata escogido, el mapa de memoria ocupado por las entradas y salidas a usar, y así definir su asignación. 2. Si se trata de entradas/salidas analógicas o digitales. En el caso de entradas y salidas analógicas, el número de entradas o salidas por tarjeta suele ser muy reducido y es necesario realizar cuidadosamente el conexionado siguiendo las indicaciones de los fabricantes del captador y del autómata. 3. En principio las entradas y salidas de información se podrían conectar en cualquier orden, pero es conveniente agruparlas teniendo presente su implantación física en la máquina, de manera que los esquemas de conexión sean fáciles de seguir. 4. La mayoría de autómatas tienen un borne común para cada bloque de entradas o salidas; por tanto, es necesario que todas las entradas o salidas de un bloque trabajen a la misma tensión y con un punto común. En el caso de entradas en corriente continua, este punto común corresponde a una determinada polaridad. 5. Muchos autómatas admiten entradas y salidas remotas; puede ser interesante hacer concentración por proximidad geográfica, con lo cual el número de hilos a transportar será menor. El refresco (actualización de las tablas de imágenes) de las entradas y salidas remotas suele ser más lento. Por tanto, no es conveniente usar tarjetas remotas para funciones que dependan fuertemente del tiempo (seguridad, precisión,...). 6. En algunos autómatas, hay entradas y salidas pensadas para la gestión de emergencias (programas externos al grafcet, rutinas de interrupción, etc.). En cualquier caso todo lo que implique situaciones de emergencia debe dejar el proceso en posición de parada segura sin intervención del autómata, informando, además, a éste para que tome las medidas previstas en el programa de control de paradas de emergencia. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 78 Automatismos eléctricos programables 7. Prever aproximadamente, un 10% de entradas y salidas libres para futuras modificaciones. 10.5 Dibujar el esquema eléctrico de conexión del autómata a la red eléctrica Es necesario tener presente: a) La puesta en marcha del autómata, en función de la tensión de alimentación de la unidad central, y previendo un buen aislamiento del autómata contra corrientes de defecto. La corriente de activación de las entradas de los autómatas es un valor muy pequeño (entre 5 y 15 mA) por tanto, un ligero defecto de aislamiento puede provocar la activación de una entrada sin que los dispositivos de protección contra corrientes de defecto lo detecten. En caso de que las entradas se alimenten en corriente alterna se puede usar un interruptor diferencial de alta sensibilidad (10 mA) o incluso se puede conseguir una sensibilidad más adecuada usando un diferencial tetrapolar y haciendo pasar los conductores de alimentación dos veces tal como muestra la figura 42. Fig. 42 En caso de que las entradas se alimenten en corriente continua, habitualmente en sistemas de red aislada, no se pueden proteger con interruptores diferenciales y es necesario usar vigiladores de intensidad de defecto. Los vigiladores de uso normal no permiten tampoco la detección de fugas tan pequeñas y es necesario usar detectores de asimetría. En la figura 43 se ha representado el esquema interno de un aparato de este tipo en el que vemos que hay dos resistencias (R+ y R-) puestas en serie entre el borne positivo y el negativo de la fuente que dejan pasar una corriente pequeña; en el punto medio se conecta © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Metodología de trabajo con autómatas programables 79 una tercera resistencia (Rc) que se une al conductor de protección. En condiciones normales no circula corriente por Rc pero sí circula en caso de defecto; por tanto sólo es necesario vigilar que la corriente en Rc no supere un determinado umbral, por ejemplo 4 mA. En la figura 44 se ha representado un posible esquema de utilización de este dispositivo donde VIF es el vigilador de corriente de fuga y Rd la resistencia propia del defecto. Fig. 43 Fig. 44 © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 80 Automatismos eléctricos programables b) La alimentación de las cartas de entradas y salidas. En algunos casos estas cartas pueden alimentarse de la propia fuente de alimentación del autómata. c) Dibujar los esquemas eléctricos de conexión de las cartas de entradas y salidas asignadas. d) Algunos autómatas requieren una secuencia determinada en la puesta en tensión de los diferentes elementos. Por ejemplo, puede tenerse que alimentar primero la unidad central que las cartas de entradas y salidas, etc. 10.6 Diseñar los ciclos de funcionamiento previstos En general se deben prever dos ciclos de trabajo: 1. El ciclo manual, usado en la puesta en marcha para verificar el correcto funcionamiento de cada uno de los actuadores del proceso. El proceso está bajo control del operador y se ejecuta etapa a etapa, mediante los elementos de mando manual previstos en la instalación. Este ciclo también se usa para resolver problemas de puesta a punto y averías de funcionamiento. 2. El ciclo automático, para realizar el proceso de producción de la máquina o instalación. Según el tipo de instalación este proceso puede ser: 2.1. Funcionamiento ciclo a ciclo, que requiere la intervención del operador para iniciar cada ciclo de trabajo. En algunos casos es necesario proteger el funcionamiento contra el hecho de que el operador mantenga apretado (o bloqueado) el inicio de ciclo; en este caso se trata de un funcionamiento ciclo a ciclo con antirrepetición. 2.2. Ciclo continuo, que requiere la intervención del operador sólo para el inicio del primer ciclo. 2.3. Ciclo de vaciado, para cuando se necesite vaciar de piezas la máquina o instalación. 10.7 Diseñar y gestionar los defectos previstos y las seguridades necesarias para un correcto funcionamiento de la instalación En general es necesario prever el tratamiento de: a) Parada de emergencia: Provoca una parada total instantánea de la máquina. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Metodología de trabajo con autómatas programables 81 b) Fallos de alimentación: El tratamiento de este defecto varía según el tipo de instalación. Es necesario tener en cuenta tanto el fallo de la tensión de alimentación del autómata como la alimentación del circuito de potencia que puede ser de diversos tipos (eléctrica, aire comprimido, ...). c) Ciclo fuera de tiempo. Sea a causa del fallo de un accionador o de un captador. Para cada uno de los actuadores, se pueden prever tres tipos de defectos: 1. Defecto de posición: Cuando se detecta un error en el posicionamiento del actuador. Por ejemplo, cuando los detectores de final de avance y final de retroceso de un cilindro, dan señal simultáneamente. 2. Defecto de accionamiento: Por ejemplo, cuando un interruptor magnetotérmico se abre por una sobrecarga en el accionador que protege. 3. Defecto de tiempo del ciclo de funcionamiento del actuador: Por ejemplo, cuando el desplazamiento de un cilindro sobrepasa el tiempo estándar de realización de su ciclo. Para gestionar los defectos definidos en la instalación es necesario clasificarlos según la actuación que provocan en el proceso: a) Defectos que provocan una parada total b) Defectos que provocan la parada a final de ciclo (en ciclos automáticos) c) Defectos solamente informativos, ya que no provocan ninguna situación de peligro ni emergencia. Por ejemplo, la falta de piezas para continuar un proceso de montaje. De todas maneras, será necesario adecuar a cada instalación un tratamiento específico de estos defectos. 10.8 Realizar la puesta en marcha La puesta en servicio (por primera vez) de una instalación automatizada requiere seguir un orden evolutivo a fin de garantizar la seguridad intentando aislar los posibles errores o defectos. Antes de la puesta en servicio aconsejamos probar el programa en un autómata separado de la máquina con el objeto de detectar posibles errores de programa. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 82 Automatismos eléctricos programables Una vez la instalación está a punto de funcionar hay que seguir los siguientes pasos: 1. Dar tensión al autómata en situación de STOP. 2. Alimentar las entradas y las salidas verificando la correcta alimentación de todas ellas. 3. Comprobar que el cableado de las entradas es correcto, activando cada una de las entradas y comprobando que el LED de señalización correspondiente en la carta de entradas se ilumine. 4. Introducir el programa en el autómata y verificar los posibles errores de sintaxis. 5. Poner el autómata en RUN y comprobar que el cableado de las salidas es correcto. Por eso utilizaremos la posibilidad que tienen los autómatas de forzar salidas, forzando salida a salida individualmente. En esta fase mantendremos el circuito de potencia de los actuadores sin alimentar para prevenir accidentes causados por maniobras incorrectas o intempestivas. 6. Si el autómata dispone del modo TEST (además de los modos RUN ySTOP habituales) podremos probar el programa manualmente sin que se activen las salidas físicas. 7. La puesta en marcha se realizará primero en ciclo manual, y cuando éste sea correcto se hará la puesta en marcha en ciclo automático. Conviene tener en cuenta especiales medidas de seguridad para las personas presentes cuando se está probando un nuevo programa. 10.9 Implementar el programa con el software adecuado para mejorar el mantenimiento y control de productividad de la instalación (programa SCADA) Si bien no es necesario para el funcionamiento de la instalación, por criterios de competitividad, de mejora de la productividad y de mejora de la calidad del producto, es conveniente en instalaciones de cierta envergadura, controlar el proceso de producción con la ayuda de programas desarrollados específicamente para: obtener datos de productividad, gestionar adecuadamente los defectos que se producen en las instalaciones, visualizar y controlar diversas etapas del proceso productivo y establecer y mejorar programas de mantenimiento preventivo, en función de los datos recogidos. Estos programas habitualmente se instalan en un ordenador tipo PC conectado en red con el autómata o autómatas que gobiernan la instalación. Algunos fabricantes ofrecen equipos con aplicaciones similares pero que no son verdaderos ordenadores y, por tanto, habitualmente tienen un precio menor; en cambio, requieren un ordenador (que puede ser el mismo que se usa para programar el autómata) para su configuración. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Metodología de trabajo con autómatas programables 83 10.10 Ejemplo de aplicación a la automatización de una máquina Como ejemplo de aplicación pensaremos cómo se podría automatizar una máquina muy sencilla. Lo que se pretende aquí es presentar una posible metodología de trabajo (que no tiene porque ser la única ni la mejor) para aquellos que se inicien en la automatización. En un proceso de fabricación se dispone de una máquina que fabrica bolas moleteadas y roscadas y una segunda máquina que las coloca en el objeto final. Hasta ahora un operario hacía el traslado lote a lote de las bolas de una máquina al conducto de alimentación de la otra. Dado que el ritmo de producción de ambas máquinas es aproximadamente igual se propone unir la salida de una máquina con la entrada de la siguiente, pero el punto de entrada de la segunda máquina está a una altura mucho más elevada que la salida de la primera máquina. Por esto se decide diseñar una sencilla máquina intermedia que haga subir las bolas. Así pues es necesario pensar cómo debe ser esta máquina intermedia, sus modos de funcionamiento y sus componentes. 10.10.1 Definición del proceso a automatizar La máquina tendrá un conducto de entrada y uno de salida en los que cabrán un cierto número de bolas con el objeto de compensar las pequeñas diferencias en el ritmo de producción de las máquinas que intentamos unir. Es necesario prever, no obstante, que estos conductos puedan saturarse de bolas. Se propone que el elemento principal de la máquina consista en un cilindro neumático que acciona un émbolo. Cuando el émbolo avanza empuja una bola y la hace subir por un conducto o tubo. Cuando el émbolo retrocede hay una leva con un muelle que hace de antirretorno, impidiendo que las bolas vuelvan atrás. Cuando el cilindro ha acabado el retroceso abre un espacio permitiendo la entrada de la bola siguiente. En el punto de inicio de la carrera del cilindro tendrá que haber un captador de presencia capacitivo que nos permita detectar si hay una bola en posición. En el conducto de alimentación y a la entrada de la máquina que tiene que montar las bolas hay sendos detectores capacitivos que ven pasar las bolas y que servirán para detectar posibles saturaciones. También serán necesarios dos captadores de posición por contacto (final de carrera) que nos permitirán determinar la posición del cilindro. 10.10.2 Definición de los ciclos de trabajo y de los actuadores Cuando el cilindro está activando el detector de final de retroceso y hay una pieza presente de forma estable estamos en condiciones de iniciar el ciclo de trabajo. Este ciclo consiste en los siguientes pasos: © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. 84 Automatismos eléctricos programables 1. Avanzar el cilindro hasta que se active el detector de final de avance. 2. Mantener la presión en el cilindro durante 3 segundos para garantizar el correcto avance de todas las bolas. 3. Retroceder el cilindro hasta el detector de final de retroceso. La estabilidad de la pieza en la posición inicial se garantiza esperando a que el detector lleve activado, de forma ininterrumpida, un mínimo de un segundo. Los detectores de piezas a la entrada y a la salida de la máquina ven pasar todas las piezas, por tanto, la activación del detector no implica directamente la saturación de piezas. Para garantizar que la pieza está parada sería necesario esperar a que el detector llevase activado, de forma ininterrumpida, un mínimo de un segundo. Si lo hiciésemos de esta forma el ciclo podría estar arrancando y parando a menudo. Dado que la longitud del tubo lo permite, podemos hacer que haya un cierto cojín de forma que no se pare la máquina si no es inevitable; por esto se puede poner un tiempo de diez segundos y considerar que hay saturación si el detector está activado (ininterrumpidamente) durante este tiempo. Es necesario un contacto de relé que avise a la máquina fabricadora de bolas que la entrada a nuestra máquina está saturada. Para medidas de seguridad el cilindro estará controlado mediante una electroválvula de cinco vías y tres posiciones (electroválvula 5/3). De esta forma cuando no esté activada la válvula quedará cerrado el paso de aire y el cilindro mantendrá fija su posición. 10.10.3 Modos de funcionamiento e interfases con el operador La puesta en servicio de la máquina se realizará apretando el pulsador de puesta en servicio. Cuando esté en servicio se encenderá el piloto del pulsador de puesta en servicio. La máquina tendrá que poder funcionar en modo manual y en modo automático; la selección entre uno y otro modo de trabajo se realizará mediante un conmutador de tres posiciones (manual-0-automático). El paso a modo automático no se hace directamente al cambiar la posición del conmutador sino que será necesario apretar un pulsador de validación del ciclo automático; esta validación sólo tendrá efecto si la máquina se encuentra en las condiciones de inicio de ciclo (retroceso finalizado y pieza presente estable). La condición de inicio de ciclo se avisará al operador mediante un piloto. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Red local 91 11.4 Formas de comunicación Hay redes en las que sólo se pueden enviar mensajes en forma de palabras de forma que el programa del autómata emisor gestiona la emisión del mensaje y el del receptor gestiona la recepción. En estos casos la transmisión solamente puede hacerse cuando ambos autómatas están en RUN. Además si el número de datos de tipo diferentes a enviar es elevado los programas pueden complicarse. En otras redes es posible que un autómata lea o escriba datos en las direcciones de la memoria de datos del otro autómata sin intervención de éste. En este caso la comunicación puede establecerse aunque el autómata afectado no esté en modo RUN. 11.5 Elementos conectables a la red En cada fabricante el tipo de elementos conectables a la red será diferente. Entre los elementos más habitualespodemosdestacar autómatas,ordenadores,terminalesde visualización, pantallasinteractivas, displays de mensajes, etc. Conviene destacar que algunos autómatas admiten que el ordenador o terminal de programación se pueda conectar a la red, de forma que sin necesidad de cambiar las conexiones se pueda acceder a la programación o a los datos de cualquiera de los autómatas. Es práctica habitual que se pueda disponer de variadores de velocidad conectables a la red. Esto es interesante ya que además de reducir el precio al hacerse innecesarias salidas analógicas para dar la consigna al variador, en la mayoría se puede acceder a otros parámetros del variador (rampas, velocidad mínima, etc.) desde el propio autómata. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. © los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Bibliografía 93 Bibliografía MAYOL I BADIA, ALBERT Autómatas Programables Serie Prodúctica; Marcombo, Boixareu Editores. Barcelona 1988. 123 p SIMON, ANDRÉ Autómatas Programables Paraninfo 1988. 247 p MICHEL, GILLES Autómatas Programables Industriales arquitectura y aplicaciones Marcombo, Boixareu Editores. Barcelona 1990. 343 p ACKERMANN, R.; FRANZ, J.; HARTMANN, T.; HOPF, A.; KANTEL, M.; PLAGEMANN, B. Controles Lógicos Programables Festo Didactic KG 1988. 205 p MANDADO PEREZ, ENRIQUE; MARCOS ACEVEDO, JORGE; PEREZ LOPEZ, SERAFIN ALFONSO Controladores Lógicos y Autómatas Programables Boixareu Editores. 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