Conociendo IEC 61131-3 para programación de PLC

El estándar internacional IEC 61131 es una colección completa de recomendaciones referentes a los autómatas, controladores programables y sus periféricos asociados. Dentro de sus divisiones se encuentra la sección 3, encaminada a los Lenguajes de Programación, la cual mencionaré en detalle.

Para programar un dispositivo es necesario configurar tanto hardware como software. En referencia al segundo elemento es necesario entender y apropiar el uso de un lenguaje de programación estructurado, organizado, que permita dar solución a una problemática determinada.

La norma IEC 61131-3 recomienda el uso de algunos lenguajes de programación, subdivididos en lenguajes de tipo texto y lenguajes gráficos. Dentro de los lenguajes tipo texto se encuentra la lista de instrucciones (IL o AWL) y el texto estructurado. En referencia a los lenguajes gráficos está el esquema de contactos (Ladder o KOP), diagrama de funciones o bloques de funciones (FBD o FUP), diagrama funcional de secuencias, denominado tambien Grafcet.

Del mismo modo, la norma recomienda algunos tipos de datos por su relevancia y uso a la hora de programar autómatas. Se encuentran en esta categoria los datos tipo booleano, entero, real, byte, word, string. Existen otros tipos de datos especiales que varian segun el fabricante. Dicho datos son almacenados en variables que pueden ser de instancia (permanentes) o temporales.

En referencia a la organización de programas se precisa el uso de funciones en el programa de común uso. IEC las define como estándares (ADD adición, SIN seno) y funciones de usuario; adicionalmente el uso de Bloques de funciones, en donde es posible guardar el estado de la variable de proceso. La siguiente imagen muestra una posible jerarquía de los bloques funcionales y la interacción entre ellos dentro de la ejecución del algoritmo de programación. Como ejemplo, la imagen superior muestra una posible jerarquía de los bloques funcionales y la interacción entre ellos dentro de la ejecución del algoritmo de programación.

Si requiere conocer mas al respecto, lo invito a dar click aqui.

plc

Programación de autómatas: Ladder tradicional vs IEC 61131-3

Programar un autómata usando Ladder tradicional, y programarlo bajo las buenas prácticas que menciona la IEC 61131-3 son dos cosas totalmente diferentes. Ambos modos de estructurar la programacion funcionan, pero al detallar un poco en cada uno de estos métodos se encuentran notorias diferencias, las cuáles mencionaré a continuación.

La programacion de autómatas (PLC) mediante el uso del Ladder tradicional sugiere que toda la programación se realice en un solo lugar, incluyendo las subrutinas; esto implica que al buscar determinada accion dentro de la programación realizada, se gaste tiempo y recursos adicionales para llegar a dar solucion a la solicitud del sistema de control al cual está conectado el autómata. Incluso, a la hora de realizar mantenimiento al sistema, o de buscar alguna falla de un dispositivo de campo y mirar cómo se comporta dentro la programación del PLC, en algunos casos tiende a ser tedioso por la misma estructura y tamaño de la programación tradicional.

Para el caso de la IEC 61131-3, el planteamiento es distinto. En esta arquitectura se plantea el uso de los POUs (Program organization Units), los cuáles son considerados elementos básicos de un programa dentro de un PLC. Los POUs mas comunes son: PROG (bloque principal), FB, FC (bloques de funciones), DB (bloque de datos). Por lo general, los POUs son llamados por el bloque principal para ser ejecutados y realizar la o las tareas propias de dicho elemento. Luego de eso, se liberan y dan paso a otro POU para que se ejecute, y asi sucesivamente. Un POU puede ser llamado las veces que se requiera.

La imagen que se muestra en la parte superior de este escrito presenta un esquema de la arquiectura tradicional comparada con la arquitectura que propone la IEC 61131-3.

CONOCIENDO EL GENERADOR DE 4 A 2O mA

Dentro de las actividades de mantenimiento que se desarrollan en el sector industrial local relacionadas con instrumentación industrial y electrónica se encuentra la verificación de los elementos que hacen parte de los diferentes lazos de control presentes en
los procesos industriales. Esta actividad contribuye a disminuir la frecuencia de fallos en los instrumentos de campo como transmisores, interruptores, elementos primarios, controladores, elementos finales de control, entre otros. Dentro de este último grupo se encuentran las válvulas de control, elementos muy utilizados en la mayoría de los procesos industriales debido a la relación costo/beneficio que se obtiene al implementar lazos de control con este tipo de instrumentos. De ahí la importancia de una buena
estrategia de mantenimiento en las válvulas de control de procesos, la cual empieza con la inspección y verificación del instrumento de campo.
En los procesos industriales es una prioridad mantener el valor de la variable de proceso (en adelante PV) dentro de los valores sintonizados para realizar el lazo de control y de esta manera garantizar calidad al cliente final sobre el resultado de dicho proceso. Es por ello que las válvulas de control juegan un papel determinante a la hora de llevar a cabo esta labor. Una válvula de control es instrumento de campo que tiene como función primordial modificar su apertura a través de un elemento denominado actuador, y de esta manera logra mantener el valor de la PV dentro del margen de valores permitidos para dicho lazo de control.

El generador de lazo de 4 a 20 mA es una herramienta utilizada para verificar el comportamiento de las válvulas de control en procesos industriales, mejorando el rendimiento de la planta y su rentabilidad. Este equipo permite variar y visualizar la señal de 4 a 20 mA a través de dispositivos electrónicos, permitiendo realizar pruebas de lazo abierto a las válvulas de control con el fin de determinar sus curvas de comportamiento y poder realizar acciones de mejora que incrementen el desempeño de los procesos industriales. Este prototipo ayuda a diagnosticar el estado de la válvula de control mediante la realización de la prueba de lazo, permitiendo establecer el comportamiento real de la válvula y tomar acciones para mantener o mejorar su eficiencia.

En los siguientes vídeos se evidencia el funcionamiento de diferentes generadores de corriente de 4 a 20 mA usados para realizar actividades de mantenimiento en la parte de #instrumentación.

 

Generador de 4 a 20 mA con Fluke 707

Valvula de Control y LoopDRACK 3.0

Generador de 4 a 20 mA con LoopDRACK SX