UNIDAD 5 ICI

1. Universidad de Oriente
Núcleo de Monagas
Departamento de Ingeniería de Sistemas
Curso Especial de Grado - Área: ACPI
Instrumentación y Control Industrial.
Descripción de módulos funcionales:
CPU, Módulos E/S (analógicos y digitales)
Unidad V: PLC
Profesor: Equipo ERP
Ing. Edgar Goncalves Pinto, Rosmar C.I 20.404.889
Rodríguez, Mario C.I 19.875.930
Maturín, marzo de 2016

2. ÍNDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................1
MARCO TEÓRICO ..............................................................................................................2
1. ¿Qué es un PLC?..................................................................................................2
2. CPU (Unidad Central de Procesos) ...................................................................2
3. Módulos o Interfaces de entrada y salida (E/S) ...............................................3
4. Tipos de módulo de entrada y salida .................................................................4
DISCUSIÓN ..........................................................................................................................7
CONCLUSIÓN......................................................................................................................9
BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................................10

3. 1
INTRODUCCIÓN
En la industria diariamente son muchos los parámetros y procesos que
necesitan un control predefinido y programado , para ello existen una serie de
dispositivos, instrumentos y equipamientos que permiten que se lleve a cabo el
cumplimiento de dicha premisa, es de entender que existen varias tipologías
mediante las cuales los datos pueden ser representados en los procesos
efectuados a través de los sistemas de control, para ello se han creado una serie
de conceptos para poder hacer una analogía de dichos datos de una manera más
correcta precisa y concisa.
Seguidamente y partiendo de lo anteriormente planteando, se debe afirmar
que adicionalmente a estos dispositivos o instrumentos de control se necesitan
equipamientos que permitan el análisis de la información que estos recolectan
para poder llevar a cabo el proceso de control y supervisión, dichos equipos varían
según las especificidades del sistema y trabajan de forma alterna a los dispositivos
encargados de emitir y recibir señales, así como también aquellos encargados de
la amplificación de las mismas tales como los dispositivos de entrada y salida de
información.

4. 2
MARCO TEÓRICO
1. ¿Qué es un PLC?
Es un dispositivo operado digitalmente, que usa una memoria para el
almacenamiento interno de instrucciones con el fin de implementar funciones
específicas, tales como lógica, secuenciación, registro y control de tiempos,
conteo y operaciones aritméticas, para controlar a través de entradas/salidas
digitales o analógicas, varios tipos de máquinas o procesos.
Sus partes fundamentales son la unidad central de proceso (CPU), la
memoria y el sistema de entradas y salidas. La CPU se encarga de todo el control
interno y externo del PLC y de la interpretación de las instrucciones del programa.
En base a las instrucciones almacenadas en la memoria y en los datos que lee de
las entradas, genera las señales de las salidas. La memoria se divide en dos, la
memoria de solo lectura o ROM y la memoria de lectura y escritura o RAM.
2. CPU (Unidad Central de Procesos)
Es un elemento inteligente que está en capacidad de leer e interpretar las
instrucciones cargadas en la memoria y sobre la base de los estados de las
entradas, toma de decisiones sobre las salidas.
2.1La CPU está formada por dos bloques o unidades fundamentales:
 Unidad de control: Se encarga de generar todas las líneas de control y
direcciones para el control y acceso correctos a la gran mayoría de los
dispositivos conectados a la CPU.
 Unidad operativa: Realiza aquellas operaciones lógicas, aritméticas y de
movimientos de datos necesarios para la correcta ejecución del programa que
tiene encomendado (es decir, almacenado previamente en la memoria del
usuario). Dicha unidad operativa está formada, entre otros elementos por una
serie de registros internos y por un módulo principal denominado unidad
aritmética-lógica (ALU). La ALU es el “centro de cálculo” lógico y aritmético del
autómata programable.

5. 3
2.3 La CPU en su conjunto tiene como misiones fundamentales:
 Consultar el estado de las diferentes entradas que existen en el PLC.
 Recoger la secuencia de instrucciones que hay que ejecutar de la memoria
de programa secuencialmente.
 Elaborar, a partir del programa y de las entradas obtenidas, las señales de
salida u órdenes que se enviarán al proceso por medio de las interfaces de
salida del PLC.
 Actualizar continuamente los temporizadores y contadores internos del
programa usuario.
 Efectuar operaciones de auto diagnóstico o auto chequeo de todo el
sistema del PLC con el fin de detectar posibles fallos de funcionamiento.
 Vigilar que el tiempo de ejecución del programa de usuario no excede un
determinado tiempo máximo (tiempo de ciclo máximo). A esta función se le
suele denominar Watchdog.
 Ejecutar el programa de usuario.
 Crear una imagen de las entradas, ya que el programa de usuario no debe
acceder directamente a dichas entradas.
 Renovar el estado de las salidas en función de la imagen de las mismas
obtenida al final del ciclo de ejecución del programa de usuario.
 Chequeo del sistema.
3. Módulos o Interfaces de entrada y salida (E/S)
Los módulos de entrada o salida son las tarjetas electrónicas que
proporcionan el vínculo entre la CPU del controlador programable y los
dispositivos de campo del sistema. A través de ellas se origina el intercambio de
información, ya sea con la finalidad de adquirir de datos, o para el mando o control
de las máquinas presentes en el proceso.
Los módulos de entrada y salida tienen la misión de proteger y aislar la
etapa de control que está conformada principalmente por el microcontrolador del
PLC, de todos los elementos que se encuentran fuera de la unidad central de
proceso ya sean sensores o actuadores.

6. 4
Los módulos de entrada y salida hacen las veces de dispositivos de
interface, que entre sus tareas principales están las de adecuar los niveles
eléctricos tanto de los sensores como de los actuadores o elementos de potencia,
a los valores de voltaje que emplea el microcontrolador, es decir, los módulos de
entrada, transforman las señales de entrada a niveles permitidos por la CPU.
Mediante el uso de un acoplador óptico, los módulos de entrada aíslan
eléctricamente el interior de los circuitos, protegiéndolo contra tensiones
peligrosamente altas, los ruidos eléctricos y señales parásitas. Finalmente, filtran
las señales procedentes de los diferentes sensores ubicados en las máquinas.
Mientras que los módulos de salida permiten que la tensión llegue a los
dispositivos de salida. Con el uso del acoplador óptico y con un relé de impulso, se
asegura el aislamiento de los circuitos electrónicos del controlador, y se transmiten
las órdenes hacia los actuadores de mando.
3.1 En concreto, los módulos de entrada se encargan de:
1. Amplificar la señal de entrada proveniente del dispositivo sensor.
2. Adaptar los niveles de tensión de dicha señal.
3. Filtrar la señal.
4. Codificar la señal para que sea procesada de forma adecuada por la CPU.
3.2 Por otra parte, los módulos de salida se encargan de:
1. Decodificar la información proveniente de la memoria imagen de salida.
2. Amplificar la señal de salida codificada.
3. Adaptar los niveles de tensión de esa señal.
4. Tipos de módulo de entrada y salida
Debido a que existen una gran variedad de dispositivos exteriores (sensores y
actuadores), encontramos diferentes tipos de módulos de entrada y salida, cada
uno de los cuales sirve para manejar cierto tipo de señal (discreto o análogo) a
determinado valor de tensión o corriente en DC o AC.

7. 5
4.1 Módulos de entrada discreta o digital
Estas tarjetas electrónicas se usan como enlace o interfaces entre los
dispositivos externos, denominados también sensores, y la CPU del PLC. Estos
sensores son los encargados de leer los datos del sistema, que para este caso
sólo son del tipo discreto, además, tienen la característica de comunicar los dos
estados lógicos: activado o desactivado, o lo que es lo mismo, permitir el paso o
no de la señal digital (1 ó 0). Los sensores pueden ser de tipo manual (pulsadores,
conmutadores, selectores, etc.) o del tipo automático (finales de carrera,
detectores de proximidad inductivos o capacitivos, interruptores de nivel, etc.)
4.2 Módulos de salida discreta
Al igual que los módulos de entrada discreta, estos módulos se usan como
interface entre la CPU del controlador programable y los dispositivos externos
(actuadores), en la que sólo es necesario transmitirle dos estados lógicos,
activado o desactivado. Los actuadores que se conectan a estas interfaces
pueden ser: contactores, relés, electroválvulas, displays, anunciadores, etc.
 Módulos de Salida discreta tipo transistor
Su principio de funcionamiento es a base de transistores, lo que significa
una constitución íntegramente en estado sólido con características para trabajar
en corriente continua (DC) de larga vida útil y con bajo nivel de corriente
 Módulos de salida discreta tipo Triac
Estas interfaces funcionan mediante la conmutación de un Triac, son
igualmente en estado sólido y se usan para manejar señales en corriente alterna.
 Módulos de salida discreta tipo relé
Estos módulos a diferencia de los anteriores, están compuestos por
dispositivos electrónicos y un micro relé electromagnético de conmutación. Su
campo de acción le permite trabajar en AC y DC y con diferentes niveles de
tensión, con la ventaja de manejar corrientes más elevadas pero con el
inconveniente de una corta vida útil debido al desgaste de la parte móvil de los
contactos. Durante su funcionamiento estos módulos se caracterizan respecto a

8. 6
los de estado sólido, por el reconocible sonido de los contactos de conmutación
que emiten los micro- relés.
4.3 Módulos de entrada analógica
Los módulos de entrada analógica son tarjetas electrónicas que tienen
como función, digitalizar las señales analógicas para que puedan ser procesadas
por la CPU. Estas señales analógicas que varían continuamente, pueden ser
magnitudes de temperaturas, presiones, tensiones, corrientes, etc.
A estos módulos, según su diseño, se les puede conectar un número
determinado de sensores analógicos. Existen tarjetas de 4, 8, 16 y 32 canales de
entrada analógica. Es importante señalar, que cualquier magnitud analógica que
se desea procesar a través de los módulos de entradas analógicas, tiene que
estar representada por una señal de tensión, corriente o resistencia; este trabajo
es realizado por el mismo sensor o a través de un transductor (dispositivo que
transforma cualquier parámetro físico, químico y biológico en una magnitud
eléctrica). Estos módulos se distinguen por el tipo de señal que reciben, pudiendo
ser de tensión (mV) o de corriente (mA). La ventaja de trabajar con señales de
corriente y no con señales de tensión, radica en que no se presentan los
problemas del ruido eléctrico y de caída de tensión.
4.4 Módulos de salida analógica
Estos módulos son usados cuando se desea transmitir hacia los actuadores
análogos señales de tensión o de corriente que varían continuamente.
Su principio de funcionamiento puede considerarse como un proceso
inverso al de los módulos de entrada analógica. Las señales analógicas de salida
son de dos tipos, señales de corriente y señales de tensión.

9. 7
DISCUSIÓN
Hoy en día el incesante auge de las tecnologías ha dado y seguirán dando
a lugar a nuevos dispositivos que ayuden al control de los procesos tanto
interpersonales como industriales, es por ello que la aplicación de esta en el plano
industrial actualmente se ha acentuado porcentualmente de una manera
significativa. Los procesos se llevan a cabo mediante una serie de parámetros los
cuales son descritos procedimentalmente, su funcionamiento o análisis interno, así
como también las entradas y salidas de dichos sistemas de procesos están
obligadas a ser supervisadas y controladas, dice acción se lleva a cabo gracias a
la inserción de equipamientos e instrumentos que otorgan o facilitan esta
flexibilidad.
Alguno de estos equipamientos son los computadores, los PLCs y los
instrumentos finales y principales de control así como también los dispositivos de
entrada y salida de datos (comúnmente llamados sensores), estos últimos
entendiendo que su acción principal no es más que la captación de la información
necesaria para efectuar y llevar a cabo en feliz término el proceso de control y
supervisión del sistema como tal.
Ahora bien, se denoto a lo largo de la investigación aspectos relacionados
con los PLCs, la unidad de control de procesamiento de este y como funciona su
interacción con el medio, así como también se mencionaron aspectos relevantes a
los dispositivos de entrada y/o salida de información dentro de su clasificación
principal analógica y discreta, partiendo de ello y buscando una perspectiva
aplicable dentro del proyecto de investigación modalidad “áreas de grado” titulado
: "Diseño de un Sistema de supervisión, monitoreo y control automatizado de
ambiente inicial de Pollos de engorde en su primera fase de crecimiento. Sector
avícola Venezolano”, se asevera lo siguiente:
En la implantación y realización del trabajo de descrito se ven inmersos
factores total y absolutamente aplicables con referencia a la temática que se ha
planteado con anterioridad, primeramente la aplicación de un PLC para lo que
será el control de los instrumentos ligados al aparato productivo avícola referente
al entorno de ambientación para la fase inicial de los pollos de engorde, este
necesita instrumentos de captación de temperatura y humedad relativa para llevar
a cabo el proceso de toma de datos para una continua supervisión y control de
dichos parámetros así como también controladores de flujo, de nivel, e indicadores
de posición que ayudaran a detallar funcionabilidades especificas del sistema

10. 8
automatizado en cuestión, todos estos dispositivos o instrumentos deben estar
enlazados o programados a través de un PLCs que permitirá la interconexión y
enlace de estos dispositivos así como también su codificación y calibración de
trabajo, logrando estos poder obtener una comunicación con dicho PLCs a través
de un lenguaje codificado digital que será enviado directamente a la unidad de
procesamiento central del PLCs para su continua recepción análisis codificación y
acción.
Por otro lado los dispositivos de entrada y salida resulta un poco
redundante ahondar acerca de su aplicabilidad ya que estos simplemente
erradican en un concepto paramétrico de lo que en realidad categoriza a la
tipología o clasificación de los sensores o instrumentos de control. Estos
dispositivos de entrada y salida no son más que todos aquellos instrumentos
analógicos y digitales que estarán a cargo del envió y señal de información así
como también de su amplificación procuración de estabilidad del sistema como tal.
Es importante saber y comprender que todos estos estudios no están
absueltos de modificaciones de fondo ya que aún se sigue trabajando en la
propuesta sin embargo para puntualizar y fuera de una perspectiva en donde los
PLCs son aplicables simplemente y vagamente nos limitaríamos a la aplicación de
dispositivos canalizadores o amplificadores de señales tales como los que están
categorizados o enmarcados dentro del concepto de dispositivos de entrada y
salida de datos (analógicos y digitales).

11. 9
CONCLUSIÓN
Los sistemas de supervisión y control industrial siempre estarán presentes
indiscutiblemente ya que es un paradigma que sea acentuó y se seguirá
acentuando al pasar de los tiempos en lo que al plano organizacional se refiere,
para ellos es importante tener el conocimiento de que aspectos tecno
instrumentales que ayuden a la toma de decisiones a la hora del análisis de los
elementos o dispositivos que se necesitan para el detalle y análisis de los
sistemas de control.
Los dispositivos de entrada y salida de información así como también la
unidad receptora de los datos como tal siempre serán ítems importantes a resaltar
y estudiar al momento de la aplicación de una automatización de proceso así
como también el medio mediante los cuales se enlazaran para un futuro
funcionamiento en conjunto

12. 10
BIBLIOGRAFÍA
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