Ahora estamos hablando de cómo se controla un motor mediante PLC. Antes de continuar con el artículo, supongamos algunas condiciones.
Un PLC debe poner en marcha un motor cuando se presiona el botón de inicio. Tiene tres enclavamientos que son vibración alta del motor, sobrecarga y temperatura alta del motor.
Si se activa alguno de los enclavamientos, el PLC debe detener el motor inmediatamente.
El PLC debe detener el motor si se presiona el botón de parada.
La lógica de disparo o enclavamiento del PLC debe habilitarse solo cuando el motor está en modo remoto.
Control de motores mediante PLC
En la figura anterior: las luces indicadoras LED rojas en las tarjetas de entrada y salida del PLC indican si esos canales de E/S respectivos están energizados.
Nota:
- En la figura anterior, no se muestran las señales del panel de control local. El panel de control local está conectado directamente al alimentador del motor.
- Alimentación de 24 V CC conectada directamente (en general, se utilizarán fusibles o barreras, la alimentación se distribuirá a través de la barra colectora)
Entradas de PLC
- Botón pulsador de arranque
- Botón pulsador de parada
- Vibración alta
- Temperatura alta
- Disparo por sobrecarga
- Retroalimentación de funcionamiento
- Estado local/remoto
Salidas de PLC
- Comando de arranque (arranque remoto)
- Comando de parada (parada remota)
- Permiso de arranque (opcional)
El motor es un dispositivo trifásico alimentado a 415 V CA. Por lo tanto, de forma predeterminada, el equipo de alto voltaje se alimentará desde subestaciones o centros de control de motores (MCC) que se mantienen mediante electricidad.
Por lo tanto, consideramos que este motor está conectado a un alimentador de motor simple en la subestación.
En general, el alimentador de motor tiene entradas de campo (panel de control local) y también de PLC. Que se muestran en la siguiente figura.
Nota: el alimentador de motor puede tener indicaciones de arranque, parada y otras de disparos como sobrecarga, etc. en el panel del alimentador de motor que no se muestran en la figura. Estos se montan en el panel del alimentador del motor (además del LCP).
Si el alimentador del motor recibe entradas de comandos de arranque y parada del PLC, las llamamos señales de arranque remoto y parada remota.
De manera similar, si el alimentador del motor recibe entradas de comandos de arranque y parada del panel de control local (LCP) que está instalado en el campo (cerca del motor), las llamamos señales de arranque local y parada local.
En la práctica común, este LCP también tiene un interruptor de selección local/remoto y de parada de emergencia.
El alimentador del motor también envía un estado local/remoto al PLC. Si el interruptor de selección local/remoto está en modo local, el alimentador del motor solo considerará las señales del LCP e ignorará los comandos del PLC.
De manera similar, si el interruptor de selección local/remoto está en modo remoto, el alimentador del motor considerará las señales del control remoto, es decir, el PLC, e ignorará las señales del LCP.
Por ejemplo: si el interruptor de selección local/remoto está en modo remoto, si el operador de campo presionó el botón de arranque desde el LCP de campo, el motor no se pondrá en marcha ya que la selección está en modo remoto.
Dependiendo del estado del interruptor de selección local/remoto, el alimentador del motor decidirá qué señales se deben considerar, es decir, señales PLC o LCP.
Nota: La selección local/remota no se aplicará para los comandos de parada de emergencia o de parada, ya sea del PLC o del LCP. Sea cual sea el modo, el alimentador del motor aceptará los comandos de parada y detendrá el motor inmediatamente. Esto es un problema de seguridad.
Veamos cómo un PLC controla un motor.
Ahora el interruptor de selección local/remoto está en modo remoto.
Aquí estamos enviando una señal permisiva (permiso de arranque) al alimentador del motor. Para arrancar el motor, el permiso debe estar en buen estado; de lo contrario, el alimentador del motor se desenergizará o no arrancará el motor.
En el PLC, el permiso de arranque se utilizará como una medida de seguridad adicional y para verificar el estado de los interbloqueos. Si todos los interbloqueos están en buen estado, solo se enviará la señal permisiva al alimentador del motor.
Generalmente, lo llamamos "Permiso de arranque", ya que el nombre lo indica, solo se requiere para arrancar el motor. Una vez que el motor arranca, el alimentador del motor no considerará el estado de esta señal permisiva (solo se requiere para arrancar el motor).
Esta es una señal opcional. Para motores de alta capacidad, se utilizarán señales permisivas de arranque. Para motores de capacidad normal o baja, se utilizan muy raramente; nuevamente, depende de nuestras aplicaciones, industria, requisitos, etc.
Digamos que todos los enclavamientos están en buen estado, por lo que el PLC envía la señal permisiva al alimentador del motor.
Ahora se presiona el botón de arranque.
Primero, el PLC verifica el estado local/remoto; si está en remoto, continúa.
Nuevamente, verifica si hay disparos/enclavamientos activos. Si no hay enclavamiento o todo funciona normalmente, entonces el PLC envía un comando de arranque a la subestación donde está instalado el alimentador del motor.
En este ejemplo, tenemos tres enclavamientos: vibración alta del motor, temperatura alta del motor y disparo por sobrecarga.
En general, los motores de alta capacidad están equipados con sensores de vibración y sensores de temperatura.
En nuestro ejemplo, consideramos que las señales de vibración son a prueba de fallas, por lo que el estado predeterminado es normalmente cerrado. Si aparece una vibración alta, el contacto se vuelve normalmente abierto y el PLC activa o detiene el motor.
Tenemos otro enclavamiento que es el disparo por sobrecarga, esta entrada se toma del alimentador del motor. La señal de los sensores de temperatura normalmente está abierta y cuando la temperatura es alta, se cierra normalmente y el PLC dispara/detiene el motor.
Nota: El estado de contacto a prueba de fallas o predeterminado, ya sea NC o NO, depende de nuestra aplicación o de los requisitos lógicos. Aquí solo estamos discutiendo un ejemplo para comprender el concepto.
Después de recibir el comando de inicio del PLC, el alimentador del motor se energizará y encenderá el motor. Una vez que el motor se haya puesto en marcha, el alimentador del motor enviará la retroalimentación de funcionamiento al PLC. La retroalimentación de funcionamiento se mostrará en los gráficos.
En algunos PLC o en los PLC de seguridad, si la retroalimentación de funcionamiento no se recibe en el período de tiempo especificado (por ejemplo, dentro de los 5 segundos), el PLC envía automáticamente una señal de parada al alimentador del motor. Esta es una característica opcional en las aplicaciones de PLC normales (imprescindible en los PLC de seguridad).
Digamos que ahora se produce una vibración alta, entonces el PLC envía un comando de parada al alimentador del motor y detiene inmediatamente el motor. El estado de retroalimentación de funcionamiento también se actualiza en consecuencia.
El motor arrancará cuando el transmisor de nivel esté en nivel alto y se detendrá nuevamente cuando el transmisor de nivel esté en nivel bajo.
Abreviaturas:
- MCC: Centro de control de motores o subestación donde se alimentará el motor.
- PLC/DCS: Sistema de control, donde el motor se puede controlar según la lógica (automático) o según la acción del operador (manual).
- LCP: Panel de control local que se instala en el campo, cerca del motor, en el que se encuentran disponibles los botones de arranque y parada