Programa PLC de Calentamiento de Líquido en el Tanque por Calentador

Programa PLC de Calentamiento de Líquido en el Tanque por Calentador

Descripción del problema

En este artículo vamos a automatizar el control de calentamiento de líquido en el tanque. Esto se implementará con PLC utilizando un diagrama de escalera.

Solución del problema

Interruptor de límite de bajo nivel - Detecta bajo nivel en el tanque. Se monta en la parte inferior.

Interruptor de límite de bajo nivel - Detecta alto nivel en el tanque. Se monta en la posición más lateral superior.

Válvula de descarga - Se utiliza para controlar el nivel del líquido en el tanque. Es válvula de pistón y tiene solo 2 estados: completamente cerrada y completamente abierta

Válvula de llenado - Se utiliza para controlar el nivel del líquido en el tanque. Es válvula de pistón y tiene solo 2 estados: completamente cerrada y completamente abierta

Calentador - Se utiliza para calentar el líquido.

Sensor de temperatura RTD PT100 - Mide continuamente la temperatura del líquido en el tanque. Funciona con una señal eléctrica estándar de 4-20 mA conectada a la entrada analógica del PLC que procede la conversión de la señal eléctrica estándar 4...20 mA del sensor de temperatura en señal digital.

Se calibra la salida 4…20mA del sensor de temperatura de manera que cuando la entrada sea 0°C, dé 4 mA de salida y cuando sea 100°C, dé 20 mA de salida.

Módulo de entrada analógica de PLC - Convierte señal eléctrica en números de 16 bits equivalentes. Entonces, cuando la entrada al módulo es 4mA, el módulo registra 0000h en el registro y cuando la entrada al módulo es 20mA, el módulo registra FFFFh. Esta conversión la realiza internamente el convertidor A-to-D del módulo. O simplemente podemos decir que convierte la señal eléctrica 4...20mA en señal digital equivalente. 

Lista de entradas/salidas

Palabras de memoria

%MW0 - El valor de la señal digital según la temperatura actual del líquido en el tanque.
%MW1 - El valor de la señal digital de 1 centigrado de temperatura del líquido en el tanque.

Bits de memoria

%M0: BOBINA_BIT - Ciclo Encendido

Lista de entradas digitales

%I0.0: STOP - Pulsador de Parada
%I0.1: START_ - Pulsador de Marcha
%I0.2: NIV_ALTO - Interruptor de límite de nivel alto
%I0.3: NIV_BAJO - Interruptor de límite de nivel bajo
 

Lista de salidas digitales

%Q0.0 - E_VALVULA - Válvula de Llenado
%Q0.1 - S_ VALVULA - Válvula de Descarga
%Q0.2 - CALENTADOR - Calentador
Lista de entradas analógicas
 
%IW0.0 - PT_100 - Sensor de temperatura
   

Diagrama de escalera de PLC para Calentamiento de Líquido en el Tanque por Calentador

 

Descripción del programa del PLC

En esta aplicación, utilizamos PLC Modicon M221 y programa EcoStruxure Machine Expert - Basic para la programación.

Rung0

Cuando se cierra el contacto %I0.1 (START_), la bobina auxiliar %M0 (BOBINA_BIT) se activa. La bobina %M0 permanece activada ya que el contacto de la bobina está en paralelo con el contacto %I0.1. De esta forma el sistema se activa y se puede volver a detener abriendo el contacto %I0.0 (STOP). 

Cuando se presiona el pulsador de marcha, el sistema se inicia y se detiene al presionar el pulsador de parada.

Rung1

 Cuando se activa el contacto de la entrada %I0.1 (START_), provoca la activación de la bobina de la salida %Q0.0 (E_VALVULA). La salida %Q0.0 se desactiva cuando se activa el contacto de la entrada %I0.2 (NIV_ALTO). A continuación, la salida %Q0.0 se activa de nuevo mediante una activación del contacto de la entrada %I0.3 (NIV_BAJO).


Al presionar el pulsador de marcha, la válvula de control de llenado se abre. Cuando se activa el interruptor de límite de nivel alto, la válvula de llenado se cierra. Cuando se activa el interruptor de límite de nivel bajo, la válvula se abre de nuevo.

Rung2

Cuando el contacto de la entrada %I0.2 (NIV_ALTO) se activa, provoca la activación de la bobina de salida %Q0.2 (CALENTADOR). La salida %Q0.2 se desactiva por activación del contacto de entrada %Q0.1 (S_ VALVULA)

Cuando se activa el interruptor de límite de nivel alto, el calentador comienza a calentar el líquido. El calentador se detiene cuando se abre la válvula de control de descarga. Cuando el sistema se inicia y el tanque está parcialmente lleno, lo que significa que ninguno de los interruptores de límite de nivel están activos, el calentador no se enciende y el calentamiento no se controla.

Rung3

El bloque de operación se utiliza para asignar el valor actual de la señal digital del sensor de temperatura %IW0.0 (PT100) a la palabra de memoria %MW0. El valor que se captura está en el rango de 0 a 1000.

Rung4

Este bloque de operaciones se utiliza para convertir la señal digital del sensor de temperatura (%MW0) en grados centígrados. Pero primero tenemos que calcular el valor de la señal digital de 1 ºC. En este ejemplo el sensor de temperatura que se usa es RTD PT100 con el rango de medición calibrado 0 ... 100 ºC. El valor que queremos se puede calcular dividiendo el valor %MW0 por 100 (1000 / 100). El valor que obtenemos es 10 redondeado. 

Ya tenemos el valor digital para 1 ºC qué es 10. Para obtener los grados centígrados, dividimos el valor del rango máximo por 10 (1000 / 10). Este valor se asigna a la palabra de memoria %MW1.

Rung5

Cuando el valor de la palabra de memoria %MW1 es mayor o igual a 50, provoca la activación de la bobina de salida %Q0.1 (S_ VALVULA). La salida %Q0.1 permanece activada ya que está en paralelo con el bloque de operación. La salida %Q0.1 se desactiva cuando se activa el contacto de entrada %I0.3 (NIV_BAJO)


Cuando la temperatura del líquido en el tanque alcanza los 50 ºC, la válvula de descarga se abre. La válvula se cierra cuando se activa el interruptor de límite de nivel bajo.

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Nota: Este artículo solo tiene fines educativos o de referencia.

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