Objetivo: comprender el concepto básico de la lógica de escalera de control de válvulas PLC.
Usuarios objetivo: estudiantes, técnicos, principiantes, ingenieros en formación.
Nota: la barrera o el relé no se muestran en la figura anterior.
Enumeremos las entradas digitales y las señales de salida digitales del PLC requeridas:
Entradas digitales del PLC:
- Retroalimentación de apertura de válvula
- Retroalimentación de cierre de válvula
Salida digital del PLC:
- Comando de activación de válvula
Programación de lógica de escalera de control de válvulas PLC
Cualquier válvula neumática requiere suministro de aire de instrumentación para su funcionamiento. Se utiliza un regulador de filtro de aire para eliminar cualquier líquido o material particulado presente en el suministro de aire de instrumentación y para establecer el suministro de aire requerido para la válvula.
La salida del regulador de filtro de aire está conectada al actuador de la válvula a través de una válvula solenoide. Esta válvula solenoide se utiliza para controlar, es decir, ENCENDIDO/APAGADO del suministro de aire de instrumentación al actuador de la válvula.
Considere que la válvula solenoide (SOV) es del tipo Normalmente cerrada (NC). En la posición normal, la SOV está en posición apagada o estado desenergizado, por lo que el suministro de aire del instrumento se bloqueará ya que la SOV está normalmente cerrada. Si la SOV está energizada, es decir, el PLC envía la señal, entonces la SOV se energiza y se vuelve normalmente abierta (NO), por lo que permite el suministro de aire del instrumento a través de ella.
Algunas personas a menudo confunden la válvula solenoide y el actuador de la válvula. Ambos son diferentes, la SOV controla (ENCENDIDO/APAGADO) el suministro de aire del instrumento y el actuador de la válvula controla la posición de la válvula, ya sea completamente abierta o completamente cerrada.
La válvula ON/OFF está equipada con interruptores de proximidad o interruptores de límite para detectar la posición de la válvula, ya sea completamente abierta o completamente cerrada. Por lo tanto, estos están conectados a las entradas digitales del PLC. Por lo tanto, el PLC puede saber el estado de la válvula en el campo, ya sea completamente abierta o completamente cerrada, y se lo muestra al operador a través de gráficos.
Considere que nuestra válvula ON/OFF es del tipo Normalmente abierta, es decir, la válvula está en posición Abierta. Por lo tanto, de manera predeterminada, se enviará una retroalimentación de apertura al PLC o podemos decir que el interruptor de límite de retroalimentación de apertura o el interruptor de proximidad se activarán y el interruptor de retroalimentación de cierre estará en estado desenergizado.
Digamos que el PLC envía un comando de salida digital a la válvula ON/OFF (a través de una barrera o un relé). Digamos que tenemos una válvula solenoide alimentada por 24 V CC montada en la válvula ON/OFF.
En general, se coloca una barrera o un relé después del módulo de salida digital del PLC. Supongamos que tenemos una barrera, primero la barrera recibe el comando del módulo de salida digital del PLC (el comando del PLC es la entrada de la barrera), luego la barrera activa su salida (salida de la barrera) y la barrera envía la energía de 24 V CC a la válvula ON/OFF respectiva.
El propósito de la barrera o relé se utiliza para aislar las señales del PLC y del campo o por motivos de seguridad o para amplificar las señales de energía/voltaje.
Ahora la válvula ON/OFF recibe el comando del PLC, es decir, recibió la energía de 24 V CC a la válvula solenoide desde la barrera. Ahora la válvula solenoide se activará y cambiará al estado normalmente abierto (NC). Ahora la válvula solenoide pasa el suministro de aire del instrumento al actuador de la válvula cuando se vuelve normalmente abierta.
El actuador de la válvula recibe el suministro de aire del instrumento y mueve el vástago de la válvula en consecuencia y la posición de la válvula cambiará del estado completamente abierto al estado completamente cerrado. Cuando la válvula ON/OFF comienza el movimiento del vástago, inmediatamente desaparece la retroalimentación de apertura (el interruptor de proximidad no detecta ningún objeto montado en el vástago).
Después de que comienza el movimiento del vástago de la válvula y antes de llegar a la posición de cierre, las retroalimentaciones de apertura y cierre no estarán disponibles para el PLC y lo llamamos estado de transición. Después de que la válvula ON/OFF esté completamente cerrada, el interruptor de retroalimentación de cierre (proximidad o límite) se activará y la señal de retroalimentación de cierre se enviará al PLC y se mostrará al operador.
Nota: A veces, la válvula ON/OFF puede quedar atascada en el medio, por lo que el operador no recibirá ninguna retroalimentación en los gráficos, ya que los interruptores de retroalimentación de apertura y cierre solo detectarán los estados completamente abierto o completamente cerrado de la válvula. No es posible detectar ningún estado intermedio de la válvula.
Digamos ahora que el PLC retira el comando de salida a la válvula ON/OFF, es decir, la entrada de la barrera se apagará, por lo que la barrera se desenergizará o la salida de la barrera se apagará, se desconectará/quitará la alimentación de 24 V CC a la válvula solenoide.
A medida que se quita la alimentación de la válvula solenoide, la válvula solenoide cambia su estado de NO a NC. La válvula solenoide se vuelve normalmente cerrada, es decir, se detendrá o desconectará el suministro de aire del instrumento al actuador de la válvula. Por lo tanto, la válvula ON/OFF también vuelve a su estado original, es decir, estado abierto.
El PLC puede enviar una señal de comando de salida en función de algunas señales de entrada lógicas o en tiempo real. Por ejemplo: si el nivel de un bidón alcanza una alarma alta, entonces la válvula ON/OFF de alimentación del bidón debe cerrarse.
Detalles de la válvula ON/OFF:
En nuestro ejemplo, consideramos una válvula ON/OFF neumática. Primero, vemos la lista de componentes de la válvula y su propósito.
a. Regulador del filtro de aire:
Los filtros de aire se utilizan para eliminar agua líquida y partículas de las fuentes de aire comprimido. Son "filtros mecánicos" y no eliminan vapores de aceite ni contaminantes químicos en forma de vapor. Haga clic aquí para ver el principio y la animación.
b. Válvula solenoide:
Una válvula solenoide es una válvula controlada electromecánicamente. La válvula cuenta con un solenoide, que es una bobina eléctrica con un núcleo ferromagnético móvil en su centro. Este núcleo se llama émbolo.
En posición de reposo, el émbolo cierra un pequeño orificio. Una corriente eléctrica a través de la bobina crea un campo magnético. El campo magnético ejerce una fuerza sobre el émbolo. Como resultado, el émbolo es atraído hacia el centro de la bobina para que el orificio se abra. Este es el principio básico que se utiliza para abrir y cerrar las válvulas solenoides.
Animación de válvula solenoide
Tipos y principios de válvulas solenoides
c. Retroalimentación de apertura y retroalimentación de cierre:
Un interruptor de proximidad es uno que detecta la proximidad (cercanía) de algún objeto.
Por definición, estos interruptores son sensores sin contacto que utilizan medios capacitivos, inductivos, magnéticos, eléctricos u ópticos para detectar la proximidad de la posición de la válvula, ya sea abierta o cerrada.
d. Actuador de válvula:
Un actuador de válvula es un dispositivo que produce fuerza para abrir o cerrar la válvula utilizando una fuente de energía. Esta fuente de energía puede ser manual (mano, engranaje, rueda de cadena, palanca, etc.) o puede ser eléctrica, hidráulica o neumática.
e. Suministro de aire para instrumentos:
Suministro de aire comprimido y seco para la válvula.