009 Electroneumática y Neumática: electroneumática con circuitos secuenciales. Lógica programada

ANTONIO HUESCAR Página 1 de 57
Electroneumática con circuitos secuenciales. Lógica programada
La lógica cableada
La programación se establece mediante la forma de interconectar todos elementos del
circuito. Consiste en el diseño de automatismos mediante la utilización de circuitos
cableados, utilizando para ello todos los elementos necesarios según las necesidades
demandadas por el circuito. Cualquier cambio en la programación de la instalación, pasará
por modificar el cableado necesario y los elementos de forma que cumplan las nuevas
funciones de mando, protección y potencia.
Lógica programada
Es lo contrario de la lógica cableada. La idea del autómata es que todas las entradas y
salidas se conecten directamente al plc, y sólo debamos modificar el programa para
cambiar la forma de trabajar del circuito y por ello no tener que modificar el cableado.
Cualquier modificación de la programación será mucho más rápida al no tener que
modificar mecanismos y volver a cablear los mismos para que cumplan la nueva función,
ahorrando de esta forma tiempo y costes.
Pero en la realidad veremos que cuando hay un plc tenemos un hibrido de lógica
programada y cableada: varias señales conectadas a una entrada o salida (enseriadas o
paralelo), de manera que ahorramos cableado y también modelos del autómata que
significa menos dinero.
Aunque los fundamentos de la programación de la lógica programada son similares, cada
fabricante utiliza una nomenclatura y un software específico para ello. Según la norma IEC,
nos podremos encontrar con los lenguajes KOP (conocido como lenguaje de contactos),
FUP (conocido como lenguaje de puertas lógicas), IL (conocido como lenguaje maquina) y
GRAFCET (método etapa-transición), nació como un método grafico de mostrar un
programa jerarquizado y secuencial y se ha convertido en un lenguaje que incluyen
muchos fabricantes.
Lenguajes de programación
SFC es un sistema de programación diseñado para circuitos secuenciales. Si observas un
programa grafcet mientras se ejecuta verás que no cambia de acción o transición hasta
que no se cumple las condiciones pedidas, independiente del tiempo que pase.
En KOP, IL y FBD la CPU está continuamente leyendo el programa de principio a fin
cíclicamente y ejecutando las instrucciones. Debido a esta característica, para diseñar un
tipo de programa que se ejecute como un sistema secuencial hay que añadir unas
instrucciones adicionales al resto de condiciones, que serán las que nos determine por
donde se está ejecutando la secuencia. Estas instrucciones serán el número de paso o
fase, las cuales harán de control de nuestro programa.

Hay más lenguajes de programación, los cuales en equipos de medias/altas prestaciones
te permiten programarlos (ejemplo Lenguaje C). Ningún lenguaje es malo para
programar, unos lenguajes son más adecuados que otros según sea el objetivo que se
busque. De hecho, los programadores utilizan programación estructurada y usan bloques
escritos con un lenguaje u otro, teniendo un bloque principal o inicial y desde el cual hace
llamadas a otros bloques para que realicen las funciones deseadas.
Circuitos combinacionales
Se denomina sistema combinacional o lógica
combinacional a todo sistema digital en el que sus salidas
son función exclusiva del valor de sus entradas en un
momento dado, sin que intervengan en ningún caso
estados anteriores de las entradas o de las salidas.
Las funciones booleanas (compuestas por las puertas lógicas) se pueden representar
íntegramente mediante una tabla de la verdad. Por tanto, carecen de memoria (no
memorizan el valor de ciertas conexiones) y de retroalimentación (utilizan los valores de
salida para introducirlos de nuevo al circuito).
Todos los circuitos combinacionales pueden representarse empleando álgebra de Boole a
partir de su función lógica, generando de forma matemática el funcionamiento del
sistema combinacional. De este modo, cada señal de entrada es una variable de la
ecuación lógica de salida. Esto permite emplear diferentes métodos de simplificación para
reducir el número de elementos combinacionales que forman el sistema.
Circuitos secuenciales
En los sistemas secuenciales los valores de las
salidas en un momento dado dependen de los
valores de las entradas en dicho momento, del
estado anterior o estado interno, y de ciertas
salidas (retroalimentación).
Por ello requiere de la utilización de un
dispositivo de memoria que pueda almacenar la historia pasada de sus entradas
(denominadas variables de estado) y le permita mantener su estado durante algún
tiempo. En cada caso concreto se definen los estados a recordar.
Un circuito secuencial se describe mediante un diagrama de estados por los que pasa. El
elemento básico de los circuitos secuenciales son los biestables. Cuando veamos FBD
usaremos biestables RS que serán los que memoricen el paso de la secuencia (el valor 1 de
una salida forzará que sólo se pueda activar la siguiente entrada).

Lenguaje GRAFCET o SFC (Sequential Function Chart)
SFC es un lenguaje gráfico diseñado para operaciones secuenciales cíclicas. Un programa
SFC consta de una secuencia de pasos, transiciones, selección de etapas y saltos. Una
secuencia es una sucesión alternada de etapas y transiciones en la que las etapas se van
activando una detrás de otra.
PASO START  TRANSICION 1  PASO 2  TRANSICION 2 …PASO X  TRANSICION X  PASO START
Paso (acción) Consiste en una secuencia de acciones.
Ejecuta las órdenes que se le asocian al paso concreto.
Transición (condición) Sentencias que al evaluarse dan un
resultado booleano. La condición de disparo es el resultado =
TRUE. El disparo activa el paso siguiente.
Selección de secuencia  A partir de una determinada etapa, hay dos (o
más) secuencias entre las que se escogerá en función de las transiciones.
Saltos  Es un caso particular de selección entre dos
secuencias en el que una de las secuencias no tiene ninguna etapa.
Repetición de secuencia (bucle)  Es un caso particular del salto de
etapas en el que el salto se realiza en sentido ascendente, de forma
que se repite la secuencia de etapas anteriores al salto.
Las condiciones básicas:
 Entre dos pasos debe existir al menos una transición.
 Entre dos transiciones debe existir al menos un paso.
 Debe existir al menos un paso inicial para comienzo y re-comienzo de programa.
 En todo momento sólo hay activo un paso.
 En todo momento sólo se está evaluando una transición.

Convergencias/Divergencias Simples (Alternativas  OR)
La actividad del paso previo habilita todas las transiciones:
 Divergencia simple: La actividad del paso previo habilita todas las transiciones.
 Convergencia simple: El disparo de una transición cualquiera activa el paso
siguiente.
Convergencias/Divergencias Dobles (Simultáneas AND)
El disparo de una transición cualquiera activa el paso siguiente:
 Divergencia doble: el disparo de una transición activa todos los pasos.
 Convergencia doble: la transición está habilitada si todos los pasos están activos.

Acciones en SFC según IEC 61131-3.
Ejemplo secuencia A+ A-. variante 1.

Ejemplo secuencia A+ A-. variante 2.

Ejemplo secuencia A+ (A- B+) A-

Lenguaje FBD (Function Block Diagram) o de puertas lógicas.
Un programa FBD consiste en conexiones entre bloques funcionales y datos, por líneas de conexión. El
programa se ejecuta de arriba abajo, y de izquierda a derecha. Se permite conectar la salida de un bloque
a la entrada de otro. Estos bloques funcionales están basados en las puertas lógicas de algebra de Boole.
Secuenciadores Electrónicos.
Los secuenciadores electrónicos ofrecen una óptima solución para el control de circuitos neumáticos de
media y gran complejidad. Cuando deben gobernarse varios actuadores neumáticos, pueden transferirse
las funciones de control y toma de decisiones, a un secuenciador electrónico dejando las etapas de
potencia a la neumática clásica.
El acoplamiento entre dos tecnologías resulta sencillo gracias a la utilización de electrodistribuidores. Los
secuenciadores de circuitos electrónicos integrados ofrecen una moderna alternativa a los relees lógicos
eléctricos y neumáticos.
El secuenciador electrónico es un registro de desplazamiento secuencial de un número determinado de
pasos con temporizadores regulables incorporados. Pueden trabajar en modo manual, automático o paso
a paso.
En el modo automático, un paso es activo hasta que llega la orden de salto al siguiente paso. Esta orden
viene dada por el cierre de un final de carrera o por un final de temporización.
En el modo manual es posible activar directamente las salidas deseadas mediante un microinterruptor de
activación / no activación, previa elección de la salida deseada en el preselector de salida.
Las ventajas que se derivan de la utilización de un secuenciador electrónico en las tareas de control son
las siguientes:
- Ahorro de energía dada la baja potencia requerida para el control.
- Realización de funciones más complejas (temporizaciones, repetición, seguridad, etc.) que las
proporcionadas por los sistemas clásicos de control.
- Fácil puesta a punto y manejo del equipo.
- Fiabilidad absoluta, incluso bajo las condiciones más exigentes y los ambientes de trabajo más duros.
- Velocidad de respuesta instantánea.
- Incorporación de sistemas de seguridad.
- Sencillez y aprovechamiento de todos los órganos en el caso de cambio o ampliación de la aplicación.
- Fácil utilización con sólo conocimientos básicos de lógica neumática. Han sido concebidos para obtener
un control automático de la mayoría de procesos industriales a un coste bajo para todas las operaciones
repetitivas.

Vamos a realizar la secuencia A+B+A-B-
Comenzamos por los cilindros.
La biblioteca “Técnica Digital” en FluidSim es la
que alberga los elementos FBD que utilizaremos
para programación.
Añadimos el modulo digital de 8
entradas y 8 salidas. A continuación,
le conectamos nuestras entradas y
salidas del circuito de la figura.
Como veis se parece a un
secuenciador electrónico.
Ahora pinchamos 2 veces sobre
el modulo digital y se nos abre
una pantalla la cual solo muestra
los bornes de entrada y salida.
Entre los bornes realizaremos el
programa de la secuencia. Hay
otro módulo de 16 entradas y 16
salidas.

Añadimos un bloque AND y
otro RS, y se conecta la salida
de la AND a la entrada SET del
flip-flop. Este será un paso.
Como nuestra secuencia tiene 4
pasos agregamos 3 más. La
puerta AND nos dará salida
cuando se cumpla las
condiciones del paso, mientras
que RS será el enclavamiento
del paso (del relé) mientras se
desplaza el vástago/s.
Ahora miramos la secuencia A+B+A-B- y el orden de conexión de los elementos del
circuito eléctrico.
ENTRADAS CABLEADAS  A0 I1 , A1 I2 , B0 I3 , B1  I4
SALIDAS CABLEADAS  Y1 (A+) = Q1 , Y2 (A-) = Q2 , Y3 (B+) = Q3 , Y4 (B-) = Q4
Conectamos las entradas y salidas del bloque:
SALIDAS A+  paso1 , A-  paso3 , B+  paso2 , B-  paso4
ENTRADAS el sensor que se activa al final de un paso es la condición de activación del
siguiente paso.
paso2 a1 , paso3 b1 , paso4 a0 , paso1 b0. PM (pulsador marcha)

Recordar condición 1 del método: la línea actual (salida) activa la siguiente (entrada).

Recordar condición 2 del método: la línea siguiente (salida) desactiva la anterior (reset).
Al trabajar con puertas lógicas no se pueden quedar líneas sin conectar. Como son
puertas AND se le conecta un bit alto (1). O también se puede unir entradas entre sí:
unimos todas las entradas libres a una que esté utilizada de la propia puerta.

Dentro del módulo digital
pulsamos a play y nos
aparece este error.
No podemos conectar algunos bloques directamente. Hay que intercalar el bloque “bit
de memoria”. Este bloque es un espejo: la salida tiene el mismo valor que su entrada.

Simulamos y vemos que no tenemos ya errores.
Salimos al circuito cableado y simulamos

Pero el programa no se ejecuta al pulsar marcha. Si os fijáis esto es debido a que no hay
ninguna línea de salida activa. Recordar que se debía poner un pulsador de INICIO en la
última línea para llevar a reposo al circuito. Lo podemos probar de 2 formas, pensar que
es mejor:
 Añadimos en la
primera fase un nivel
alto para habilitar la
AND siempre con el
pulsador de marcha.
 Añadimos un pulsador de INICIO en la última línea para activar su salida. E
incluso le podemos poner un temporizador orientado a la conexión para tener
que mantener pulsado el tiempo deseado.

Y nuestro circuito ya se puede probar. Observar que se ha añadido el pulsador PM1 para
ciclo continuo.
Ahora queremos modificar para realizar la secuencia A+A-B+B-. Si estamos utilizando un
plc, relé programable…el equipo programable que sea, se modifica únicamente el
programa, pero no el cableado.
Sin embargo, si vamos a comprar un elemento secuenciador el vendedor no nos vende
uno para la secuencia 1, ni para la secuencia 2, ni ninguna secuencia en particular. Como
vimos en un capitulo anterior se venden secuenciadores estándar de X pasos (4, 8, 16,
etc.) y nosotros debemos adecuar el cableado al secuenciador. El fabricante
implementará todas las funciones que él desee y crea conveniente con sus entradas y
salidas correspondientes.
Vamos a diseñar un secuenciador estándar de 4 pasos y le vamos a implementar la
secuencia vista A+ B+ A- B-. Las condiciones son las vistas anteriormente:
1. Línea actual prepara línea siguiente y sensores la activan.
2. Línea siguiente desactiva anterior.
3. Ninguna conexión puede quedar libre.
Ahora se cumplirá: paso1  entrada1 y salida1 , paso2 entrada2 y salida2 , etc.

Y aquí nuestro circuito para A+ B+ A- B-

Vamos con la secuencia A+ (A-B+) B-  Esto son 3 pasos en el secuenciador de 4.
Observar el ultimo enlace de Q3 con I4. Para verlo mejor podéis abrir el secuenciador, le
dais a play y vais simulando las entradas secuenciadas vosotros.

SECUENCIADOR PASO A PASO CON VALVULAS MONOESTABLES.
En este caso la condición de “la
línea actual desactiva la
anterior” no se cumple siempre.
La línea actual la desactiva la
línea con la orden contraria, de
manera que hasta que no llegue
esa orden contraria permanece
activa la orden anterior de ese
actuador.
En este caso sólo dejamos 2 salidas activas, Q1 y Q2. Y modificamos el circuito para que
desactiven las líneas correspondientes.

Otra forma seria que la última orden resetee a todas.

SECUENCIADOR ESTANDAR PASO A PASO BIESTABLE CON ORDEN MANTENIDA.
En este caso la condición de “la línea actual desactiva la anterior” no se cumple siempre.
La línea actual la desactiva la línea con la orden contraria, de manera que hasta que no
llegue esa orden contraria permanece activa la orden anterior de ese actuador.
Utilizaremos el secuenciador estándar, y para realizar el circuito tendremos que añadir
relés independientes. Ya se explicó en el tema anterior. Lo primero es modificar el bloque
digital secuenciador y añadir 8 pasos.

Añadimos un relé independiente a cada salida (paso), que será el que active o desactive
las electroválvulas.
FUNCION RELES SALIDA ACTIVACION DESACTIVACION
F (A+) Paso1 + Paso5 paso2 + paso6
F (A-) paso2 + paso6 paso1 + paso5
F (B+) paso2 + paso5 paso3 + paso7
F (B-) paso3 + paso7 paso2 + paso5
F (C+) Paso4 paso8
F (C-) Paso8 paso4

Lenguaje FUP (ladder, escalera o de contactos eléctricos)
El lenguaje Ladder, diagrama de contactos, o diagrama en escalera, es un lenguaje de
programación gráfico que está basado en los esquemas eléctricos de control clásicos. De
este modo, con los conocimientos que todo técnico eléctrico posee, es muy fácil
adaptarse a la programación en este tipo de lenguaje.
La estructura de cada escalón es:
 Comienza en una barra de alimentación
izquierda (positivo de la fuente).
 Condiciones y acciones, conectadas por
líneas de conexión.
 Termina en una barra de alimentación
derecha (negativo de la fuente).
 Los escalones se ejecutan de arriba
hacia abajo.
 Cada escalón se ejecuta de izquierda a
derecha

En FluidSim no tenemos las funciones de SET y RESET en ladder, que nos facilitarían
muchísimo la programación. De tal manera vamos a recordar cómo hacer un SET, que será
memorizar un estado. Y de igual manera como hacer un RESET, que es eliminar el SET de
un elemento.
Elementos de memoria
La conexión tradicional para realizar una función de memoria en los circuitos con relés, es
el circuito con autoalimentación. Esto se consigue mediante la conexión de un contacto
NA del relé (o contactor) en paralelo con el pulsador de marcha. A continuación, puede
observarse las dos variantes de este circuito: con prioridad a la Desconexión (figura a) y
con prioridad a la conexión (figura b).
En la siguiente figura se pueden observar los esquemas equivalentes en Ladder
Sin embargo, con LADDER el esquema puede quedar mucho
más sencillo si empleamos las bobinas de SET para la marcha y
RESET para paro…cosa no incluida en FluidSim.

SECUENCIA A+B+A-B-
Pero esto es programación y cada programador lo hace como cree pues cuesta mucho
menos añadir funciones y condiciones que en lógica cableada. Vamos a realizar el circuito
básico de varias maneras.
Variante 1 con reglas estándar de método paso a paso
1. Con pulsador de inicio activamos última línea.
2. Línea actual prepara siguiente línea y FC de su paso cambia a línea siguiente.
3. Línea siguiente desactiva actual.

Variante 2 activando varias salidas con una misma condición.
Variante 3 valido reposo para iniciar paso 1. No es necesario activar paso 4.

Variante 4 orden mantenida.

Variante 5 utilizando Set-Reset.
Para este caso utilizaremos el programa Cade_Simu V3. Es freeware.

Lenguaje IL (lista de instrucciones)
Consiste en un programa en modo texto que contiene instrucciones. Cada fabricante tiene
su propia lista, son parecidas todas. Veremos las instrucciones básicas para realizar
nuestro programa, en este caso de Siemens: AWL.
Escribir un programa AWL quiere decir teclear una serie de instrucciones, cada una de las
cuales representa una tarea elemental que la CPU del PLC ejecutará de manera secuencial.
Cada instrucción ocupa una sola línea del programa y cada línea contiene una única
instrucción.
Una instrucción está compuesta por una operación y, generalmente, por un operando. La
operación especifica la acción que la CPU debe realizar y el operando especifica el objeto
sobre el que debe efectuarse la citada acción.
AWL trabaja con direcciones (entradas, salidas, memoria…), de manera que para hacerlo
más fácil asignamos nombres a dichas direcciones, y a la hora de programar podemos
hacer referencias a nombres.
Las operaciones lógicas con bits operan con dos dígitos, 1 y 0. Los dos dígitos 1 y 0 se
denominan dígitos binarios o bits. En el ámbito de los contactos y bobinas, un 1 significa
activado (” conductor o contacto cerrado”) y un 0 significa desactivado (”no conductor o
contacto abierto”) y los combinan de acuerdo con la lógica de Boole. Estas combinaciones
producen un 1 ó un 0 como resultado y se denominan” resultado lógico”.
El nemotécnico utilizado en programación (alemán o internacional) determinará las
siglas de las operaciones. Unas operaciones básicas, entre otras muchas:
ALEMAN
 U  and (serie)
 UN  NAND
 O  Or (paralelo)
 ON  NOR
 X  Or-exclusiva
 XN  NOR-exclusiva
 A  salida-dirección
 E  entrada-dirección
 M  marca de memoria
INTERNACIONAL
 A  and (serie)
 AN  NAND
 O  Or (paralelo)
 ON  NOR
 X  Or-exclusiva
 XN  NOR-exclusiva
 I  entrada-dirección
 Mmarca de memoria
 Q  salida- dirección

Tras una de estas operaciones podemos abrir paréntesis y agrupar (priorizar) operaciones.
Para terminar una cadena lógica se puede utilizar una de las operaciones siguientes:
 =  Salida (Asignación, out)
 R  Desactivar (reset)
 S  Activar (set)
Una asignación permanecerá TRUE (verdadera, se cumple) sólo mientras se sigan
cumpliendo las condiciones, si las condiciones no se cumplen será FALSE (falso).
Un set establece a 1 cuando se cumplan las condiciones y si éstas varían después del
establecimiento a set la variable sigue a 1. Sólo cambiará si se hace un reset.
Un reset establece a 0 cuando se cumplan las condiciones y si éstas varían después del
establecimiento a reset la variable sigue a 0. Sólo cambiará si se hace un set.
Una marca de memoria es una variable de propósito general que típicamente
memoriza el estado o parte del estado de cómo se está ejecutando un programa, son
elementos imprescindibles en tareas de control.
PARA VER EL LISTADO EXACTO DE LAS INSTRUCCIONES SIMULADAS:
http://www.autoware.com/spanish/s5100.htm
http://www.automatas.org/siemens/step5.htm
http://www.automatas.org/siemens/tutorial_s5_1.htm

Puerta serie
U E1.0  Si está la entrada E1.0
UN E1.1 Si no está la entrada E1.1
= A4.0  Poner a 1 la salida 4.0
U E1.0  Si está la entrada E1.0
UN E1.1 Si no está la entrada E1.1 (CONTACTO CERRADO)
S A4.0  Poner a 1 la salida 4.0
U E1.2  Si esta la entrada E1.2 (CONTACTO ABIERTO)
R A4.0  Poner a 0 la salida 4.0

Puerta paralelo
O I.0  O está la entrada I1.0
ON I1.1 O no está la entrada I1.1
= Q4.0  Poner a 1 la salida 4.0
O I.0  O está la entrada E1.0
O I1.1 O está la entrada E1.1
S Q4.0  Poner a 1 la salida 4.0
U I1.2  Si está la entrada 1.2
R Q4.0  Poner a0 la salida 4.0

El mejor programa es TIA PORTAL de Siemens, pero ocupa un huevo, y para realizar unas
prácticas básicas en AWL usaremos otro más sencillo, y que ocupa naaaa.
Para las practicas vamos a utilizar un programa demo AW-SYS de Autoware. Permite
programar en AWL y ladder, y simula Siemens S5-100U, Siemens S7-300, Festo Fpc404 y
Moeller PS3.
El programa consta de:
PC-Sim  Es el módulo de AW-SYS destinado a la simulación de controladores lógicos
programables (PLC).
El editor AWL de PC-Sim para permite una cómoda y rápida introducción de las
instrucciones, gracias también a la posibilidad de utilizar los comandos cortar, copiar y
pegar. La sintaxis de cada una de éstas se controla de manera inmediata y, en caso de
error, el programador recibe un aviso. Además, pueden incorporarse al programa textos
con comentarios.
El mismo editor permitirá, durante la ejecución del programa realizado, la visualización del
debug. Correspondiéndose con cada línea, se visualizarán las informaciones acerca de los
registros principales del PLC y sobre el estado de los operandos. Estas informaciones se
actualizarán en tiempo real y como consecuencia de los resultados de la elaboración y de
las variaciones de los indicadores empleados.
PL-Lab  Driver de interface entre PC-Sim o PC-RIS e InTouch™. Tal como se muestra en
la figura siguiente, PL-Lab permite el intercambio de datos y, por lo tanto, la conexión
entre los PLC simulados de PC-Sim e InTouch™, el conocido paquete de supervisión de
Wonderware®, mediante el cual podrán construir por su cuenta nuevas ventanas de
simulación de instalaciones
PC-RIS  Estas mismas instalaciones podrán dirigirse también desde PLC reales, o desde
otros sistemas de control, por medio del módulo PC-RIS.

PL-Sim  Es el módulo de AW-SYS destinado a la simulación de instalaciones y permite la
realización de múltiples y variados ejercicios prácticos. En la actualidad se están
distribuyendo las siguientes instalaciones practicas con el programa:
http://www.autoware.com/spanish/pl-sim.htm
Electroneumática 1: banco de electroneumática con 3 cilindros de doble efecto y
distribuidores 5/2 biestables.
Electroneumática 2: banco de electroneumática con 3 cilindros de doble efecto y
distribuidores 5/2 monoestables.
Electroneumática 3: banco de electroneumática con 3 cilindros de simple efecto y
distribuidores 3/2 monoestables.

Automatización puerta: puerta automática con comandos del motor, luz intermitente,
final de carrera, célula fotoeléctrica y mando a distancia.
Esta instalación de PL-Sim les propone una clásica
aplicación de la automatización en la domótica:
una puerta eléctrica.
La parte superior de la ventana muestra el
escenario de la entrada de una casa. En primer
plano vemos la puerta, que dispone de un final de
carrera de apertura y cierre, célula fotoeléctrica,
motor eléctrico y luz intermitente.
En la parte inferior de la ventana están
representados el mando a distancia, con los
botones de apertura y cierre, la regleta del
cuadro eléctrico, destinada a efectuar las
conexiones de los componentes de la instalación
con las entradas y las salidas del PLC, y los
botones para el movimiento manual.
La regleta está dividida en dos partes: a la izquierda se recogen las señales de entrada y a
la derecha las de salida. Para cada tipo de señales hay un piloto indicador del estado, de
color verde, cuyo encendido se corresponde con la activación de la entrada o de la salida.
Cuando los dos últimos pilotos, de color amarillo, parpadean, informan de la intervención
de una de las protecciones, térmica o magnética, del circuito de alimentación del motor.
El intermitente no está dotado de un circuito autónomo de parpadeo, es decir, cuando
recibe alimentación se mantiene encendido continuamente. Pensando siempre en el
aspecto didáctico, serán ustedes quienes deberán realizar el intermitente mediante una
adecuada programación del PLC.
Los botones de control manual permiten mover y elegir la posición de la puerta
manualmente y no forman parte de la automatización, es decir, no están conectados al
PLC.

Control del nivel de un depósito: depósito con indicadores de nivel de funcionamiento y
de alarma, válvulas de entrada y salida, pilotos y timbre de alarma, registrador de nivel.
Esta instalación les propone la tarea de regular el nivel
de un depósito de líquido, de manera que pueda
garantizarse el suministro a las instalaciones situadas
a un nivel más bajo. Cuando la cantidad de líquido sea
demasiado escasa o cuando se corra el riesgo de que
el depósito rebose, será preciso introducir y gestionar
unas alarmas.
En la parte superior de la ventana aparece el depósito
equipado con cuatro indicadores de nivel para
detectar cuando se alcanzan los umbrales de
funcionamiento y de alarma. Cada uno de ellos se
activa cuando la altura del líquido en el depósito
supera su propio nivel. La activación queda indicada
con el encendido del piloto correspondiente.
Las tuberías de entrada y salida del líquido están
interceptadas por válvulas. Los selectores permiten su
funcionamiento en: manual con válvula abierta,
manual con válvula cerrada y automático.
En la modalidad automática, la posición de la válvula en la tubería de
entrada está determinada por la salida del PLC a la que está conectada. La posición de la
válvula de la tubería de salida se coloca al azar (de manera aleatoria) para simular las
condiciones variables de los desagües en las instalaciones situadas a un nivel bajo.
La parte inferior de la ventana muestra el cuadro de los indicadores y del funcionamiento
de las alarmas. Dicho cuadro dispone de dos pilotos indicadores de las alarmas y de una
sirena, además de los botones para el reset de las alarmas y para silenciar la mencionada
sirena.
Por último, la ventana Grabadora simula un componente muy común en las aplicaciones
industriales: la grabadora de papel. Sobre un soporte de papel, con un eje vertical
graduado con porcentajes y el horizontal con una escala de tiempos, se va marcando,
momento a momento, el punto que corresponde al valor del nivel en el depósito. De esta
forma, se verifica gráficamente la evolución a lo largo del tiempo (el trend) de la señal de
nivel, lo cual le permitirá valorar la eficacia de la regulación efectuada.

Ascensor: instalación de un ascensor para cuatro pisos, con células fotoeléctricas, sensor
de peso, botones de llamada y retorno e indicadores luminosos.
El escenario de esta instalación muestra una finca de cuatro pisos dotada de un ascensor
del tipo tradicional, es decir, constituido por una cabina con contrapeso, accionada por un
motor eléctrico.
El motor está situado en un local
habilitado para ello situado
encima del hueco del ascensor. A
la izquierda, para cada piso, se
sitúan los finales de carrera, los
botones de llamada y retorno y
las luces indicadoras.
En la parte de abajo aparece la
entrada de la cabina, no visible
en la representación del edificio,
que permitirá controlar el estado
y el movimiento de las puertas, la
presencia de personas y la
interrupción del rayo de la célula
fotoeléctrica.
A la izquierda de la puerta está
representado el panel de control
interno de la cabina, que aquí,
por comodidad en su
representación y su utilización, se
ha situado fuera.

Cintas transportadoras: instalación industrial con dos cintas transportadoras, sensores de
proximidad y motores trifásicos con inversión de la marcha.
El de las cintas transportadoras constituye un escenario clásico de instalación industrial.
Está formado por dos cintas transportadoras, cada una de ellas accionada por un motor
eléctrico trifásico.
La primera cinta, la horizontal, puede circular en una sola dirección.
La segunda, la vertical, puede hacerlo en los dos sentidos. Su misión es la de transportar
las cajas que se colocan sobre la línea, al inicio de la primera cinta. Esta efectúa un primer
movimiento y descarga las cajas sobre la segunda cinta.
Desde ese punto
podrán transportarse
en las dos
direcciones, en
función de la
rotación del motor
M2. Las cajas pueden
ser de dos longitudes
diferentes, que se
corresponden con
dos colores. La
diferencia de
longitudes podrá ser
detectada por unos
sensores, tal como
veremos más
adelante.
La diferencia de color
es un mero atributo
estético, que no
interviene en la programación para nada, pero que ayuda al operario al reconocimiento
visual de cada tipo de caja. Pueden automatizar esta instalación de varias maneras.
Por ejemplo, prueben de distribuir las cajas azules (más largas) en la segunda cinta y en
una dirección y las cajas amarillas (más cortas) en el sentido opuesto. Cuenten todas las
cajas que se han repartido en total, cuantas de color azul y cuantas de color amarillo. O
bien, pueden distribuir las cajas sin tener en cuenta su tamaño, sino tan sólo su número:
por ejemplo, cinco hacia arriba y otras tantas hacia abajo. Estamos seguros de que su
fantasía les sugerirá otros modos posibles de funcionamiento.

Cruce semaforizado: instalación de un semáforo en el cruce de dos calles con posibilidad
de funcionamiento automático, manual y nocturno.
Esta ventana de simulación les
propone un escenario constituido por
un cruce (o intersección) con su
correspondiente instalación
semafórica. Aunque hoy en día el
semáforo forme parte de nuestra vida
cotidiana, tanto como peatones o
como automovilistas, y que sin duda
no sería necesario explicar de qué se
trata, nos parece oportuno formular
algunas consideraciones de orden
general, que sirven para encuadrar mejor el problema de la señalización con semáforo.
Está constituido por un semáforo de cuatro caras. Las caras pueden verse, de una en una,
en la parte superior de la ventana y van numeradas de F1 a F4.
La centralita semafórica está constituida por el PLC simulado de PC-Sim y por un Panel de
Control visualizado en la correspondiente ventana.

Mezclador de líquidos: instalación industrial para la producción de un compuesto
obtenido por medio de la mezcla y el calentamiento de diversos líquidos.
Esta instalación de PL-Sim simula una parte de un establecimiento industrial que tiene la
misión de producir y distribuir un compuesto que, en su ciclo productivo, está destinado a
ser utilizado en otro sitio. El escenario tiene, como elementos principales, dos depósitos.
En el primero, llamado Mixer, se mezclan y calientan tres líquidos distintos que
constituyen los ingredientes de la receta. El segundo, denominado Producto, se utiliza
para el almacenamiento del compuesto.
El mixer está alimentado por tres tuberías distintas, cada una de las cuales vierte en su
interior un ingrediente diferente. Las válvulas y las bombas situadas en estas tuberías,
además de los indicadores
de nivel y el transmisor de
nivel que equipa el
depósito, permiten una
dosificación cuidadosa de
los componentes.
Estos tres ingredientes
son, respectivamente, de
color rojo, verde y azul. La
mezcla adquiere un color
que está en función del
porcentaje entre los
distintos líquidos que la
componen, según las
leyes de la colorimetría.
Por ejemplo, si se vierten
cantidades iguales de rojo
y de verde en el depósito,
la mezcla resultante
tendrá un color amarillo.
Con la activación del calentador y la verificación del estado del termostato, o con la
lectura del valor del transmisor de temperatura después, el compuesto podrá calentarse
hasta la temperatura deseada.
Un conjunto bomba-válvula permite el trasvase del producto acabado desde el primero al
segundo depósito, donde será almacenado. El conjunto bomba-válvula, a la salida del
depósito del producto, sirve para alimentar otras instalaciones de la fábrica que lo utilizan,
que aquí no están representadas y que forman parte de la automatización. En el depósito

Producto deberá quedar siempre una cantidad de compuesto suficiente para cubrir las
necesidades, hasta que se complete un nuevo ciclo de producción.
En la parte superior de la ventana aparece un panel de operador en el que están
reagrupados los botones y pilotos para el control de la instalación y la señalización de su
estado.
Un último recuadro reagrupa las señalizaciones de estado y las regulaciones de los
sensores ON-OFF instalados en los depósitos.
Intenten mezclar los tres ingredientes según unas proporciones predeterminados.
Calienten la mezcla obtenida durante un cierto tiempo a una temperatura determinada y
trasvásenla al depósito Producto. Estamos seguros de que su fantasía les sugerirá otros
modos de empleo posibles.
En sus primeras aplicaciones, no es preciso que utilicen todos los indicadores que están
disponibles. Pueden usar tan sólo dos ingredientes, saltarse la fase de calentamiento y
evitar la aparición de alarmas. Luego, poco a poco, podrán ir añadiendo estas funciones y
otras más como, por ejemplo, la gestión de más recetas.

DESCARGAS DE VERSIONES DE DEMOSTRACION
http://www.autoware.com/spanish/demo.htm (awsys_demo_es.exe 13Mb)
La versión demos no tiene S7-300. Para instalar S7-300 hay que descargar otro archivo y al
instalar se añade al resto de directorios. En caso de dar error de registro de librerías el
programa de instalación borra el directorio creado. Para tener S7-300 no se confirma
todavía el error, abrir explorador de archivos, ir a “archivos de programa>AW-SYS Demo”
y copiar el directorio “S7300” a otro lado. Confirmamos el error y automáticamente se
borra el directorio. Termina la instalación, y volvemos a copiar el directorio junto con los
demás. Ahora ya tenemos S7300. Y sobrescribimos AW-SYS.exe para que nos añada al
menú el s7-300. También podemos entrar en el directorio concreto y ejecutar nosotros la
CPU requerida sin necesidad de abrir el menú. Este está en italiano, pero en los ejemplos
usaremos el S5-100 que nos vale, y veréis que es similar.
http://autoware.com/italian/demo/aws7i22d.exe (5 Mb)
La versión demo no tiene todas las prácticas de instalaciones mostradas. Sin embargo,
podemos descargarnos la versión FULL instalarla y copiarnos de ahí todas las practicas.
http://autoware.com/mainalt/scarica-software/ (AW-SYS_IT Setup.exe 40 Mb)
Una vez instalada no funcionará porque hace falta una llave usb de seguridad, pero vamos
al directorio “archivos de programa>AW-SYS>PL-Sim” seleccionamos los archivos y
copiamos todos las practicas que nos faltan a nuestro directorio demo. Y se nos habilitan
todos los ejemplos. O copiáis todos los archivos del FULL y le dais a pegar en el DEMO, y
cuando pregunte no sobrescribís, solo se copia los que falten.
Las versiones demostrativas AW-SYS son idénticas a las versiones con licencia excepto en
el hecho de que los comandos Guardar e Imprimir están desactivados y en que su
funcionamiento sólo tiene una duración de 30 minutos. Transcurrido dicho tiempo, el
programa se cierra automáticamente y es necesario volver a iniciarlo para continuar
trabajando.
El editor PC-Sim permite la introducción fácil y rápida de instrucciones, incluida la
capacidad de usar los comandos “copiar y pegar”. La sintaxis de cada uno se verifica
inmediatamente y el programador recibe una advertencia en caso de error. Además, el
programa debería ir simplemente acompañado de textos de comentarios.
Debido a esta limitación vamos a usar los comandos COPIAR y PEGAR, para copiar los
comandos del programa y salvarlos en modo texto, y viceversa (copiar el texto al bloque).
Para ello instalamos NOTEPAD++ o usar notepad de Windows (programa texto plano). Si
el tiempo se agota, tenemos todo el programa en NOTEPAD, salvado en un archivo y
solucionado. Y también podemos hacer lo contrario, hacer el programa en NOTEPAD y
pegarlo en el programa para simulación. Sencillo, ¿no?

PRACTICAS DE EJEMPLO DE S5-100 CON AW-SYS
Descargamos e instalamos el programa demo (es suficiente). Buscamos en el directorio de
instalación el ejecutable (Archivos de Programa>AW-SYS Demo> AW-SYS.exe), lo
ejecutamos y seleccionamos “PCSim para S5”. O ejecutamos directamente la CPU de S5-
100 (Archivos de Programa>AW-SYS Demo> S5100> S5100.exe)
Ahora nos aparece una barra de herramientas en la parte superior del ordenador y una
ventana de Bloques en la parte inferior. Antes de comenzar seleccionamos el idioma de
programación en “Modificar>visualización”. Yo lo dejo en alemán.
Pinchamos “Archivo>Nuevo bloque” y seleccionamos en editor “AWL” y en sigla OB1
(bloque principal). Se nos abre la ventana de bloque OB1 para programar.
Ahora pinchamos en “Ventana>PLC” y nos aparece la CPU con 4 módulos: 2 de entradas y
2 de salidas. Aquí debemos saber que de izquierda a derecha las direcciones de los
módulos van de 0 a3, tenemos 2 Digital Input (entradas digitales) y 2 digital outputs
(salidas digitales):
 DIGITAL INPUT 1  0.0 a 0.7
 DIGITAL INPUT 2  1.0 a 1.7
 DIGITAL OUTPUTS 1  2.0 a 2.7
 DIGITAL OUTPUTS 2  3.0 a 3.7
Vemos que debajo de la CPU aparecen
las entradas en forma de interruptores
o pulsadores, que podremos
activar/desactivar para verificar
nuestros programas.
Antes de ejecutar un programa vamos a configurar las entradas como pulsadores o
interruptores. Con CPU offline, si nos situamos encima de una entrada y si pulsamos con
click izquierdo estamos accionando la entrada. Si hacemos click con botón derecho
alternamos de pulsador a interruptor y viceversa.

Circuitos de ejemplo de asignación
Circuito de ejemplo de set/reset:
Algunos ejemplos más http://www.autoware.com/spanish/support/s5samp.htm

Vamos a realizar un programa y recordar que siempre hay que poner BE
para indicar final de bloque de programación. Instalar notepad++
(https://notepad-plus-plus.org/) o usar notepad de Windows y escribir
el programa de la figura izquierda.
Asegurarse de no dejar ningún espacio al final de cada instrucción.
También podemos dejar un INTRO entre instrucciones (líneas en
blanco).
Ahora pegamos dentro del bloque OB1 y pulsamos un ENTER tras la última instrucción. Si
el programa es pequeño podéis escribirlo a mano.

Ahora pinchamos en “Ventana>PLC” y
nos aparece la CPU. Pasamos la CPU a
ON y luego a RUN y probamos el
programa con los interruptores.
Observar como las dos primeras instrucciones se
ejecutan.
Si se desea añadir nombres a las direcciones, pulsar “ventana>tabla de símbolos” y nos
aparece una ventana para asignar nombres y en “modificar>mostrar símbolos”. Una vez
asignados los nombres escribimos el programa y nos identifica el nombre. Si pegamos el
programa del bloc de notas debemos hacer un INTRO tras cada instrucción para mostrar
su nombre.

Podemos insertar comentarios en una línea nueva o detrás de una instrucción. Para ello
debemos insertar el símbolo “ ' “  Es la tecla de cerrar interrogación, junto número 0.
Una vez que hemos visto la mecánica básica de funcionamiento vamos a simular una
secuencia neumática. Empezaremos por un programa básico de ejemplo para pruebas, el
ejemplo práctico Electroneumatica3 (cilindros de simple efecto).
Arrancar programa y seleccionar “Ventana>PLC” (siempre primero porque algún ejercicio
busca la conexión automáticamente) y después “Instalaciones>3Electroneumatica3”.
Ahora vemos nuestras ventanas de PLC y el ejemplo práctico.
Conectamos el ejercicio práctico con nuestro PLC: en la ventana del ejercicio práctico
seleccionamos “Archivo>cargar conexiones” y veremos el direccionamiento. Y al cargarlo
veremos como en el autómata se muestran las direcciones de entrada utilizadas por los
sensores de cilindros.

Observar como automáticamente nos anula las entradas E0.0 a E0.5 que son las utilizadas
por nuestros sensores Reed de los cilindros.
Sólo nos queda hacer el programa ejemplo y
probarlo. Como ejemplo cargaremos el
siguiente de la figura.
Pasamos CPU a modo ON y después a RUN.

Observar como al desplazarse los vástagos se activan otros sensores. Si queremos forzar la
activación manual de alguna válvula pulsar la “M” junto a su dirección.
Podemos cambiar también el direccionamiento de entrada/salida y el tipo de entrada (NA
o NC). Para ello pulsamos doble click en la entrada correspondiente de la ventana del
ejercicio de ejemplo y modificamos.

Depuración de programas
El mismo editor permitirá que la pantalla de depuración se ejecute durante el programa
ejecutado. En cada línea, se muestra información sobre los registros principales del PLC y
el estado de los operandos. Estos se actualizarán en tiempo real y como resultado de los
resultados de procesamiento y las variaciones de señal de campo. Cuando empezamos a
simular vamos a la lista de bloques y pulsamos debug.
Para salir de simulación vamos a la ventana de la instalación practica cargada y
“Archivo>eliminar conexiones”.

PRACTICA S5-100U  SECUENCIA NEUMATICA A+B+A-B-
Cargamos ejemplo de 3 cilindros biestables y conectamos.
 “Ventana>PLC”
 “Instalaciones>Electroneumatica1”.
Lo primero es ver el
direccionamiento
utilizado por la
instalación. Lo segundo
es realizar el programa.
Lo tercero es simularlo.

Ya tengo mi programa hecho en notepad. Voy a “Archivo>Nuevo Bloque” o
“Ventana>Lista de Bloques>Nuevo” y creo el principal OB1. Ahora copio el programa y lo
pego dentro del bloque, y le doy un INTRO al final de la instrucción BE. Configuro la
entrada E0.7 como pulsador y simulo: paso CPU a ON, luego a RUN y activo debug en la
lista de bloques. Y a probar las entradas.
Modificamos circuito y añadimos una parada en cualquier fase del circuito. Pasamos CPU a
STOP y OFF, borramos programa de bloque, pegamos el nuevo y simular.

PRACTICA S7-300  SECUENCIA NEUMATICA A+(B+C+)(A-B-)C-
http://autoware.com/mainalt/aw-sys-it/pc-sim/siemens-mod-s7-300/
http://autoware.com/mainalt/autoware-ladder-tool-it/arduino-ladder-tool-riferimenti/
http://autoware.com/mainalt/programmazione-in-ladder-riferimenti/

En este caso le damos Intro al final, pero al
simular nos aparece un mensaje de error de
que no reconoce el código. Para solucionarlo
hay que dar un Intro tras cada línea.
Pero todo no iba a ser malo. En S7-300 nos deja la opción de “GUARDAR PROYECTO CON
NOMBRE…”, y hagamos lo que hagamos lo podemos ir salvando para después poder
cargarlo (un error de los compis, claro es).
Aquí si podemos utilizar la tabla de símbolos sin pegas, porque se guarda en el proyecto.
En cada carga vamos a “Modificar>Mostrar_simbolos”.
Lo mejor es guardar con un nombre y después ir añadiendo al final un numero para
identificar la última modificación.
Y si queréis ladder cuando creáis un bloque se selecciona ladder (FUP) y a probar.

Lenguaje SCL
El lenguaje de programación SCL (Structured Control Languagees) es un lenguaje textual
de alto nivel. Este lenguaje (PASCAL, C+… ) simplifica gracias a sus instrucciones de alto
nivel (contrariamente a AWL) - p.ej. la programación de bucles y de ramificaciones
condicionadas. Por lo tanto, SCL es especialmente apropiado para el cálculo de fórmulas,
para algoritmos de optimización complejos o para gestionar cantidades grandes de datos.
Los programas se crean en S7-SCL con un editor orientado a la fuente (en una fuente SCL).
NOTA FINAL
Habéis visto como con cada función que se quiere implementar en lógica cableada hay
que añadir más elementos y contactos auxiliares, realizando un circuito más complejo.
Con lógica programada se simplifica el circuito físico (cableado), como mucho pequeñas
modificaciones. Pero al igual que lógica cableada, cada modificación supone modificar y/o
añadir más programación haciéndolo igual de complejo.
Los ejemplos vistos de electroneumática programada los tenéis para descargar aquí:
https://www.4shared.com/rar/RR0p2fZbei/ejemplos_electroneumatica_prog.html

InTouch es un sistema interactivo diseñado para la visualización, la supervisión y el control
de procesos industriales. Sirve para crear aplicaciones de interfaz hombre maquina bajo
entorno PC. Intouch utiliza como sistema operativo WINDOWS 95/98/NT/2000.
El paquete se compone del sistema de desarrollo y el sistema ejecutable InTouch para
Windows con variables 512 PLC. Incluye además una extensa librería con más de 500
símbolos gráficos "inteligentes" que podrá adaptar como usted prefiera.
El software contiene también un manual y textos de ayuda con ejemplos contextuales. Se
suministra en DVD con dongle USB en Mini-Systainer.
El control automático resulta esencial en operaciones industriales como el control de
presión, temperatura, humedad, viscosidad y flujo en las industrias de procesos,
maquinadas, manejo y armado de piezas mecánicas en las industrias de fabricación, entre
muchos otros.
El paquete consta básicamente de dos elementos: WINDOWMAKER y WINDOWVIEWER.
 WINDOWMAKER es el sistema de desarrollo. Permite todas las funciones necesarias
para crear ventanas animadas interactivas conectadas a sistemas e/s externos a
otras aplicaciones WINDOWS.
 WINDOWVIEWER es el sistema runtime utilizado para rodar las aplicaciones creadas
en WINDOWMAKER.
¿Para qué nos sirve INTOUCHE?
Permite a supervisores y administradores visualizar (sin alterar) datos del área de
producción de la planta en tiempo real desde una PC de escritorio ubicada en cualquier
lugar de la red. También contiene una útil herramienta de software que le ayuda a los
usuarios a crear sus propios “Wizards”.
¿Que es un Sistema SCADA?
Scada es el acrónimo de Supervisory Control And Data Acquisition. Un sistema SCADA está
basado en computadores que permiten supervisar y controlar a distancia una instalación,
proceso o sistema de características variadas. Facilita retroalimentación en tiempo real
con los dispositivos de campo (sensores y actuadores), y controla el proceso
automáticamente. Provee de toda la información que se genera en el proceso productivo
(supervisión, control calidad, control de producción, almacenamiento de datos, etc.) y
permite su gestión e intervención.

009 Electroneumática y Neumática: electroneumática con circuitos secuenciales. Lógica programada

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