Programación de PLCs bajo IEC-61131 y las directrices GEMMA

1. Programación de PLCs bajo IEC-61131 y las directrices GEMMA Fco Javier Molina Cantero Dto. Tecnología Electrónica

2. Estación de Impulsión • Una instalación de impulsión de agua consta de un depósito principal cuya alimentación se gestiona con una válvula motorizada V1, dos bombas, y un circuito de bypass controlado mediante una segunda válvula motorizada. La función de bypass es la de abrir una vía directa hacia el siguiente tramo de impulsión si el sistema falla o se detiene

3. Cuestiones • ¿Qué estados del proceso se pueden definir como A1 –Parada en el estado inicial, y F1 – Producción normal? • A1 corresponde al siguiente estado de los elementos del proceso: • V1 cerrada sin averías • V2 Abierta sin averías • Bombas sin servicio • F1 corresponde a: • V1 abierta sin averías • V2 cerrada sin averías • Bombas en servicio

4. F3 es más adecuado para un final del ciclo de trabajo “automático”, causado por las condiciones del propio proceso. En este caso no tiene mucho sentido. Cuestiones • ¿Qué acciones pueden considerarse como F2 – Marcha de arranque y F3 – Marcha de cierre? • F2 – Las acciones de arranque serían, por el orden que se indican: • Abrir V1 • Cerrar V2 • Las acciones deberán ejecutarse sin errores • F3 – Marchas de cierre (por orden) • Abrir V2 • Cerrar V1 • Acciones secuenciadas y sin errores

5. Cuestiones • Alternativa • A2 – Parada solicitada • Esperar al final del bombeo y detener. • Abrir V2 • Cerrar V1 • Las acciones deberán ejecutarse secuencialmente y sin errores

6. Cuestiones • Analice las posibles situaciones de emergencia que tengan su causa en los elementos de control del proceso. Suponga que las bombas son capaces de evacuar individualmente cualquier caudal entrante. • Las emergencias vendrán de pulsar la Parada de Emergencia • Atascos en las válvulas o fallos térmicos de sus motores • Error simultáneo de los térmicos de ambos motores

7. Cuestiones • Diseñe la consola de mando teniendo en cuenta la necesidad de un modo Manual y una parada de ciclo. • Dibuje todos los estados GEMMA y las condiciones de evolución entre ellos.

8. V1 Cerrada V2 Abierta

9. Abrir V1 Cerrar V2

10. Condiciones iniciales de producción V1 Abierta . V2 Cerrada

11. Pasa a AUTO Conmutando MAN-AUTO y validando con RE Reinicialización C.I – Condiciones Iniciales Pasa a modo MANUAL Conmutando AUTO-MAN y validando con RE

12. Separa la reparación de las maniobras A6 Se solicita el rearme PARADA POR AVERÍA Falla alguna de las válvulas Fallan ambos térmicos Avería

13. ¿Al saltar uno de los dos térmicos? ¡NO ES ACERTADO. Si se sigue GEMMA de forma estricta, este estado representa errores que al final conducen a parada Se ha escogido como un modo manual dentro de la avería para facilitar la reparación

15. Consola de Mando

16. Cuestiones • Diseñe la estructura del programa principal en base al modelo PLCOpen simplificado. Defina qué señales se requieren para coordinar todo el programa. • Paso1: Definir las unidades de programa (POUs) y sus funciones • Paso 2: Definir las interfases (actuadores y secuencia ppal) • Paso 3: Diseñar un CFC aproximado • Paso 4: Diseñar bloques de acción (si procede) • Paso 5: Programar bloques actuadores • Paso 6: Programar SFC de la secuencia principal • Paso 7: Programar bloques de acción (si procede)

17. No existe en este caso Reglas básicas: Un bloque por actuadorsi requiere inteligencia Incluye modo manual Modos GEMMA implementados con SFCs Modelo PLCOpen

18. Válvulas 1 y 2 B1 y B2, o conjunto? Paso 1: Definir las unidades de programa y sus funciones

19. Paso 1: Definir las unidades de programa y sus funciones • POUs para el control de actuadores • Control de la Válvula Motorizada: • Funciones:Abrir, cerrar y señalar averías • POUs para el control del modo GEMMA • FUNCIONES: gestionar la consola de mando (órdenes y señalizaciones) y llamar a las POUs de operación

20. Control de ejecución Según el modelo EN = 1 siempre Recomendación: diseñar el bloquesin estas señales Paso 2: Definir las interfases de las POUs • Control de Actuadores Rearme: Propio o Global? Global: se conectaría al RE del GEMMA Propio: Tiene sentido cuando el operador que hace la reparación tiene cerca esa señal. En tal caso, la restauración en GEMMA se hace en el centro de mando y se asemeja más a un RST (reset).

21. Paso 2: Definir las interfases de las POUs • Control de Actuadores • Modo Automático: • Abrir/Cerrar – Se ejecutan hasta el final de recorrido. Activas por flanco. • Timeout – Tiempo límite hasta el final de las maniobras • Modo Manual: • MAN_Abrir/MAN_Cerrar – Se ejecutan mientras esté activo y hasta el final de recorrido. Activas por nivel. No se vigila el tiempo de ejecución.

22. Control de ejecución Según el modelo EN = 1 siempre Recomendación: diseñar el bloquesin estas señales Paso 2: Definir las interfases de las POUs • Control de Actuadores Para controlar de forma efectiva el bombeo es necesario disponer del nivel. El modo manual debe tener en cuenta esto.

23. Paso 2: Definir las interfases de las POUs Pierde sentido dar ordende marcha automática • Control de Actuadores Funcionamiento: • Modo AUTOMATICO (AUTO/MAN = 0): • ON = 1 bombeo en servicio • ON = 0 desactiva el bombeo • La impulsión se inicia cuando se encuentra en servicio y el nivel alcanza NivelA. Finaliza cuando desciende por debajo de NivelB • Modo MANUAL (AUTO/MAN = 1) • La impulsión se inicia si el nivel está por encima del mínimo y se ordena con MAN_Marchax • Se detiene con MAN_Parox o por nivel

24. Paso 2: Definir las interfases de las POUs • Control de la Secuencia principal

25. Paso 3: Diseñar el CFC aproximado

26. Paso 5: Programar los bloques actuadores Control de válvulas • Automático: • Abrir/Cerrar – Se ejecutan hasta el final de recorrido. Activas por flanco. • Timeout – Tiempo límite hasta el final de las maniobras • Manual: • MAN_Abrir/MAN_Cerrar – Se ejecutan mientras esté activo y hasta el final de recorrido. Activas por nivel. No se vigila el tiempo de ejecución.

27. Paso 5: Programar los bloques actuadores • Control de bombeo Funcionamiento: • Modo AUTOMATICO (AUTO/MAN = 0): • La impulsión se inicia cuando se encuentra en servicio y el nivel alcanza NivelA. Finaliza cuando desciende por debajo de NivelB • Modo MANUAL (AUTO/MAN = 1) • La impulsión se inicia si el nivel está por encima del mínimo y se ordena con MAN_Marchax • Se detiene con MAN_Parox o por nivel

28. Paso 6: Programar la secuencia ppal