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10/10/2010 #1

Avatar de Moyano Jonathan

PLC Industrial con PIC
Hola a todos. En esta ocación vengo con un proyecto que tenía postergando hace mucho tiempo por motivos económicos/personales, se trata de realizar en conjunto con todo el foro un PLC industrial de hardware y software abierto para implementar en proyectos de automatización en talleres de escuelas técnicas de todo el pais.

Como menciono más arriba el proyecto está orientado al sector educacional técnico que debido a bajos recursos y conocimiento no puede acceder a un producto de línea comercial como ser SIEMENS o TWIDO por mencionar algunas marcas debido a su alto costo y dificil acceso.

Muchos usuarios de este foro han puesto en reirteradas ocaciones , la necesidad de fabricar algún automatismo para empezar en el mundo de la electrónica industrial , como hobby, por curiosidad, etc, por lo cuál este proyecto nace para satisfacer todas esas necesidades.

Algo que me gustaría mencionar antes de empezar con el desarrollo del proyecto en si es destacar que no se trata de un producto comercial sino una herramienta para que todos tratemos de entender que es un PLC y que implica diseñar uno, como asi también ver la posibilidad de los alumnos o interesados en el proyecto puedan usarlo como herramienta de aprendizaje en el colegio.

Dicho esto empecemos

Antes que nada busquemos una definición de lo que es un PLC:
PLC por sus siglas en inglés (Programmable Logic Controller) o Controlador lógico programable, es un dispositivo con el cuál nosotros podemos tomar datos, procesarlos y ejecutar un proceso en función de un programa escrito por el usuario.

Un esquema básico podría ser el siguiente:


Este esquema es mi propia interpretación de lo que es un PLC, quienes tengan ideas diferentes pueden comentarlas para asi hacemos una puesta en común y sacamos la idea en claro para todos.

Algo que me falto en el esquema puesto anteriormente es la fuente de alimentación, la cuál alimenta a todo el sistema.

Para poder tener una base de donde partir tenemos que definir una plataforma de trabajo común con la cuál podamos desarrollar nuestra idea.

Si investigamos en la red, hay muchos trabajos que muestran como realizar un PLC de forma casera, pero no tienen en cuenta las medidas de seguridad ni los ni standares que se manejan dentro de la industria, asi como también que requerimientos de hardware o software hacen falta para crear un proyecto que se acerque a un PLC de línea comercial. Por esto creo este tema , para que entre todos podamos estudiar como funciona un PLC en la vida real y que condiciones hay que tener en cuenta para su óptimo funcionamiento.

Plataforma hardware:
Como plataforma hardware elegí los microcontroladores PIC, debido a que son baratos, fáciles de conseguir y por sobre todas las cosas muchos usuarios los saben programar.

Estos microcontroladores NO son el ideal para trabajar en ambientes industriales de alto desempeño, pero sirven para aplicaciones cotidianas de automatización donde no se requieren tiempos críticos de procesamiento ni se expongan a ambientes muy extremos. Es decir el PLC que nosotros diseñaremos tendrá un fin educativo orientado a procesos industriales que no exijan alto desempeño...para eso están los PLC de línea comercial.

Plataforma Software:


Navegando en la red encontré un software muy interesante para la programación del PLC:
http://www.cq.cx/ladder.pl

Con este software, nosotros podemos crear aplicaciones en lenguaje Ladder y compilarlas para ser ejecutadas por un microcontrolador PIC o también un microcontrolador AVR.


Bueno hasta ahora dejo la idea que tengo en mente, luego voy a ir comenzando de a poco a desarrollarla.
11/10/2010 #2

Avatar de Moyano Jonathan

Respuesta: PLC industrial con PIC
Bueno, algunos ya se muestran interesados en mi propuesta de desarrollo lo que me parece muy interesante. Para seguir socavando información para el proyecto encontré una página argentina muy interesante con mucha información: http://www.infoplc.net/

Anteriormente nos habíamos quedado en la plataforma de trabajo que ibamos a usar, como primera instancia voy a elejir para trabajar el microcontrolador PIC16F887 de facil adquicisión en el mercado argentino por unos 7 dólares aproximadamente. Elijo este micro por que está incluido en el software que pienso utilizar para programar.

Un tema importante a tener en cuenta en el transcurso del desarrollo es el tema de los ruidos industriales que se puedan presentar y como protejer nuestro diseño de los mismos asi también como cuál es el mejor método para alimentar nuestro PLC.

La programación de nuestro PLC tiene que ser de fácil acceso ...sin necesidad de utilizar un programador externo a nuestro dispositivo.

Teniendo en cuenta que nuestro PLC tiene un microcontrolador con puerto serie podemos realizar un sistema del tipo BOOTLOADER serie aunque se pueden usar los métodos convencionales de programación por puerto USB o serie.

ENTRADAS/SALIDAS:

Este tema se discutirá a lo largo del transcurso del diseño pero lo más probable debido a la cantidad de líneas de E/S que dispone el PIC podríamos resumirlo a:

8 x ENTRADAS DIGITALES AISLADAS
8 x SALIDAS AISLADAS
6 x ENTRADAS ANALÓGICAS AISLADAS
1 x Puerto Serie

Esto queda a revisión de cada usuario según la aplicación que se le valla a dar ....
11/10/2010 #3

Avatar de Dr. Zoidberg

Respuesta: PLC industrial con PIC
Moyano Jonathan dijo: Ver Mensaje
ENTRADAS/SALIDAS:

Este tema se discutirá a lo largo del transcurso del diseño pero lo más probable debido a la cantidad de líneas de E/S que dispone el PIC podríamos resumirlo a:

8 x ENTRADAS DIGITALES AISLADAS
8 x SALIDAS AISLADAS
6 x ENTRADAS ANALÓGICAS AISLADAS

1 x Puerto Serie

Esto queda a revisión de cada usuario según la aplicación que se le valla a dar ....
Jonathan:
El tema de aislar las entradas analógicas te va a disparar el precio a las nubes (las salidas también, pero como no has puesto de que tipo de salidas se trata...)
Te lo digo por experiencia , ya que unos estudiantes montaron algo parecido (el hardware) para enlazarlo con Matlab y a pesar de que los optoacopladores lineales lograron samplearlos, había solo un proveedor que cumplía con lo necesario y era Agilent (ex-HP). Estos optos son caros y sobre todo, dificiles de conseguir, y son una necesidad si pretendés aislar entradas analógicas para muestrearlas con 10 bits o más.
Te comento para que lo pienses, por que por el precio del PIC...tal vez sea mas "inteligente" protegerlo sin aislarlo...(si...ya sé que no es así en la industria, pero para propósitos educativos basta y sobra).

Saludos!
11/10/2010 #4

Avatar de Moyano Jonathan

Respuesta: PLC industrial con PIC
ezavalla hola como estás. Que optoacopladores usaron los alumnos ??

Las salidas las voy a implementar usando un relé de simple contacto para 24v como los usados en la industria. Estos relés no hace falta una muy buena aislación...con un simple optoacoplador basta.

Las entradas digitales y las analógicas son el mayor problema debido al ruido que se puede meter por ahí....tengo que buscar la forma de filtrarlo.

Las entradas analógicas no tengo experiencia en el uso industrial asi que voy a tener que investigar más.

Saludos
11/10/2010 #5
Moderador general

Avatar de Fogonazo

Respuesta: PLC industrial con PIC
Mensaje Temporal: Hay un problema para el que acepto ideas, hace 2 semanas se abrió el mismo tema:
Nuevamente el tema de fabricar un PLC
11/10/2010 #6

Avatar de Dr. Zoidberg

Respuesta: PLC industrial con PIC
Moyano Jonathan dijo: Ver Mensaje
ezavalla hola como estás. Que optoacopladores usaron los alumnos ??
No recuerdo exactamente el número, pero mañana me fijo. Casi seguro que eran de la serie HCPL-7xxx, pero no me acuerdo las xxx
11/10/2010 #7

Avatar de Moyano Jonathan

Respuesta: PLC industrial con PIC
Bueno Fogonazo lo dejo para que lo soluciones como más te guste...como vos dijiste vi muchos hilos similares pero quería abrir uno nuevo para tenes mis ideas más ordenadas en este espacio , pero si ves que se complica para el foro no tengo drama en que unas los hilos.
11/10/2010 #8
Moderador general

Avatar de Fogonazo

Respuesta: PLC industrial con PIC
Creo que por lo interesante/importante del tema podemos esperar a ver como se desarrolla cada post y mas adelante veremos.

Osea "Sobrevive" el mas "Jugoso"
11/10/2010 #9

Avatar de Moyano Jonathan

Respuesta: PLC industrial con PIC
Bueno dale voy a tratar de dar lo mejor a ver si se queda )

Gracias Fogo , te mando un saludo !
11/10/2010 #10


Respuesta: PLC industrial con PIC
Sobre entradas tanto analogicas como digitales ailasdas, es posible usar un conmutador a transistor, eso reduce algo el costo, aunque es probable que afecte la caida de tension de cada transistor a la lectura final pero se puede provar.



O usar los switches analogos 4066, el unico problema que le veo a los switches es que son cmos.

agrego el diagrama con el transistor, mas que aislamiento ofrece la ventaja controlar la tension de salida, mediante la tension aplicada en la base.

idealmente si se introducen 5V en la base, la tension de salida del emisor no sobrepasa ese nivel, sin afectar las señalas a frecuencias altas, como pasaria en el caso de los zener's.

saludos y es un tema interezante asi que me integro.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg diagrama.JPG (9,0 KB (Kilobytes), 154 visitas)
11/10/2010 #11
Moderador

Avatar de Chico3001

Respuesta: PLC industrial con PIC
Por que no intentan con el HCNR201? es de alta linealidad y tiene retroalimentacion para hacerlo aun mas lineal, es facil de conseguir y relativamente economico

http://www.avagotech.com/pages/en/op...upler/hcnr201/
11/10/2010 #12


Respuesta: PLC industrial con PIC
Que tal Moyano

Da gusto saber que nuestro moderador ha considerado importante este tema.

Te comento que hasta ahora me he resistido a la tentación de empezar a tirar codigo y a inciar el diseño con el Proteus. Aparentemente se tiene todo "por ahi", ese software que mencionaste lo vi y tambien resisti la tentación de ponerme a revisarlo.

Alguien menciono que primero deberian definirse las caracteristicas del PLC a implementar y definirse las facilidades del software de simulacion/programacion.

Hay mucho material circulando por la red, he revisado una buena cantidad y no habia logrado encontrar uno que pudiera abordar el tema desde "0" y explicara el proceso que nos ha llevado hasta el PLC moderno, en este momento estoy traduciendo parte de un libro que me gusto.

Considero que en cosa de una semana podre subir la traducción y seguro de ahi se podra tener una vision mas clara (por lo menos para mi) de lo que se debe construir.

Si me permites seguire con interes lo que se vaya aportando en este hilo.

Buena suerte
12/10/2010 #13

Avatar de Moyano Jonathan

Respuesta: PLC industrial con PIC
Chico3001 Donde se consiguen esos integrados ?? Conoces alguna casa que los venda ?? Gracias por el dato.

Tratante Estaría muy interesante que subas esa documentación saludos

Fuente de alimentación:
Este es todo un tema , ya que que dentro del PLC es el subsistema más importante ya que que sin el todos los demás sistemas no funcionarían.

Ahora la el gran dilema : Lineal o Switching ¿? Esa es la cuestion

Yo tengo que aclarar que el tema fuentes de alimentación no es mi fuerte...pero he visto equipos industriales que optan por sistemas con fuentes lineales con un buen filtrado y sistemas con fuentes conmutadas y ambos parecen funcionar a la perfección...Ahora cuál es el que mejor se adapta a las necesidades de una industria ¿? . Cuales son las consideraciones a tener en cuenta ¿?

Anteriormente puse el tema de entradas y salidas...donde dice 8 x salidas aisladas ...son salidas digitales aisladas.

Algo que estuve leyendo un poco es el tema del PCB donde se montaran los componentes ....el plano de masa tiene que diseñarse como un mayado ..como lo muestra la figura:


Voy a ver si me consigo una lectura de supresión de ruidos electricos para tener más info para el diseño

Bueno urgando un poquito encontré 2 hilos correspondientes al foro TODOPIC donde se muestran explicados todos los conceptos sobre interferencia de una manera sencillamente expectacular:

1º - http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=18106.0
2º - http://www.todopic.com.ar/foros/inde...topic=12944.20
12/10/2010 #14
Moderador

Avatar de Chico3001

Respuesta: PLC industrial con PIC
En cualquier casa de electronica bien surtida, no conozco las de argentina, pero en USA casi todas lo tienen, Newark, Digikey, Mouser...

En cuanto a la fuente no te metas en broncas es mejor la swicheada pero comprala ya hecha, y posteriormente puedes dedicarte a diseñar una ya que no es facil, la otra opcion es la basica de estudiante, usa un regulador de LapTop o de Celular...

El tema de ruido es muy escabrozo... hay n-mil combinaciones y permutaciones que te dan mayor o menor ruido, las soluciones tipicas son las mismas, plano de tierra, entradas por un lado y salidas por el otro (para evitar lazos de corriente), fuentes separadas para etapas separadas, componentes de buena calidad, etc...
13/10/2010 #15

Avatar de Moyano Jonathan

Respuesta: PLC industrial con PIC
Claro ...se me olvidaba que eras de mexico...dudo mucho que lo consiga acá ....pero en una de esas tiene remplazo.

Ahora con la fuente estuve investigando el tema de comprarla hecha conviene mucho más.....pero si se trata de aprender con una fuente de topología Fliback andamos hechos ...ademas los componentes pueden salir de una fuente de PC vieja.

Estaba viendo otras opciones de programación y si me presentó un programa muy interesante: FLOWCODE para PIC y AVR:

13/10/2010 #16


Respuesta: PLC industrial con PIC
Flow Code es una muy buena opción y agiliza inensamente el desarrollo de software, yo lo utilizo cuando tengo afán de realizar un programa para pic y funciona excelente, tiene librerias muy parecidas al CSS y también su propio simulador... cualquier cosa yo tengo por ahí un par de manuales en español de este grandioso programa inglés!!. Salu2
13/10/2010 #17

Avatar de seaarg

Respuesta: PLC industrial con PIC
No tengo idea de PLC, por lo tanto no se cuales pueden ser los requerimientos de consumo pero queria tirarte el dato:

Las fuentes genericas para DVD que se venden en las casas de electronica, tienen varios voltajes: 12v, -12v, 5v, -5v, de 1A mas o menos. Son chiquitas y muy baratas! la ultima que compre costo $ 25 mas o menos, suponte que ahora esten un poco mas.
13/10/2010 #18


Respuesta: PLC industrial con PIC
Estaba viendo otras opciones de programación y si me presentó un programa muy interesante: FLOWCODE para PIC y AVR:
se ve bien sencillito!!
hay que probarlo!

Saludos moyano...

Edito: por cierto muy buen tema!!!...
13/10/2010 #19

Avatar de ByAxel

Respuesta: PLC industrial con PIC
lubeck dijo: Ver Mensaje
se ve bien sencillito!!
hay que probarlo!

Saludos moyano...

Edito: por cierto muy buen tema!!!...
Versión 4 de Flowcode donde han corregido varios bugs...

saludos
13/10/2010 #20


Respuesta: PLC industrial con PIC
Versión 4 de Flowcode
trabajando en ello!
gracias byAxel
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