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LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN
Unidad 3
Rutinas
de control
Los lenguajes de programación intentan estar relativamente próximos al lenguaje
humano o natural, permitiendo a las personas comunicarse con máquinas para
controlar su comportamiento físico y lógico.
1
TABLA DE CONTENIDO
Lenguaje de programación..................................................................................................... 3
Lenguajes de programación más utilizados .......................................................................... 4
Lenguajes de programación más utilizados en automatización industrial ............................ 5
GRAFCET............................................................................................................................... 6
Elementos de programación............................................................................................... 6
Principios básicos ............................................................................................................... 7
Clasificación de las secuencias .......................................................................................... 8
Lineales ............................................................................................................................... 9
Con direccionamiento ....................................................................................................... 10
Clasificación de las acciones............................................................................................ 11
Ejemplo de un GRAFCET .................................................................................................... 13
2
Lenguaje de programación
Figura 1. Lenguaje
Así como el lenguaje humano se basa en la capacidad de los seres humanos para
comunicarse por medio de signos, un lenguaje de programación es un código formado por
símbolos y palabras, usado por los programadores para comunicar instrucciones a un
procesador y poder ejecutar un programa.
Un lenguaje de programación permite a uno o más programadores:
1. Especificar de manera precisa sobre qué datos debe operar una computadora.
2. Cómo estos datos deben ser almacenados o transmitidos.
3. Qué acciones debe tomar bajo una variada gama de circunstancias.
Todo esto, a través de un lenguaje que intenta estar relativamente próximo al lenguaje
humano o natural, tal como sucede con el lenguaje Léxico.
3
Los procesadores usados en las computadoras son capaces de entender y actuar según
lo indican programas escritos en un lenguaje fijo llamado lenguaje de máquina. Todo
programa escrito en otro lenguaje puede ser ejecutado de dos maneras:
•
Mediante un programa que va adaptando las instrucciones conforme son
encontradas. A este proceso se lo llama interpretar y a los programas que lo hacen
se los conoce como intérpretes.
•
Traduciendo este programa, al programa equivalente escrito en lenguaje de
máquina. A ese proceso se lo llama compilar y al programa traductor se le
denomina compilador.
Lenguajes de programación más utilizados
Los lenguajes de programación más utilizados son:
Figura 2. Lenguajes de programación
4
Estos lenguajes de programación son utilizados en la creación de programas para
computador y diseño de aplicaciones web.
Lenguajes de programación más utilizados en automatización industrial
En el campo de la automatización, los equipos encargados del procesamiento y control,
cuentan con una capacidad de procesamiento menor y son diseñados para labores
especializadas. Por lo tanto son programados con lenguajes de bajo nivel, de
estructuración básica y en algunos casos lenguajes gráficos especializados. Los tipos de
lenguaje de programación más utilizados en la automatización son:
Grafcet
C
VHL
Diagrama de
Ladder
bloques
Figura 3. Lenguajes de programación utilizados en automatización
5
En este curso revisaremos el lenguaje de programación para automatización GRAFCET
GRAFCET
El GRAFCET (GRAFica de Control de Etapas de Transición) es un diagrama funcional
normalizado, que permite hacer un modelo del proceso a automatizar, contemplando
entradas, acciones a realizar, y los procesos intermedios que provocan estas acciones.
Elementos de programación
Para programar un autómata en GRAFCET es necesario conocer cada uno de los
elementos propios de que consta. En la siguiente tabla se muestran los comunes.
Etapa inicial
Indica el comienzo del esquema GRAFCET y se
activa al poner en RUN el autómata. Por lo general
suele haber una sola etapa de este tipo.
Actuadores
Etapa
Su activación lleva consigo una acción o una
espera.
6
Unión
Las uniones se utilizan para unir entre sí varias
etapas.
Actuadores
Direccionamiento
Indica la activación de una u otra etapa en
función de la condición que se cumpla.
Proceso simultáneo
Muestra la activación o desactivación de varias
etapas a la vez.
Actuadores
Acciones asociadas
Acciones que se realizan al activarse la etapa a
la que pertenecen.
Transición
Condición para desactivarse la etapa en curso y
activarse la siguiente etapa, Se indica con un trazo
perpendicular a una unión.
7
Principios básicos
Para realizar el programa correspondiente a un ciclo de trabajo en lenguaje GRAFCET, se
deberán tener en cuenta los siguientes principios básicos:
•
Se descompone el proceso en etapas que serán activadas una tras otra.
•
A cada etapa se le asocia una o varias acciones que sólo serán efectivas cuando
la etapa esté activa.
•
Una etapa se activa cuando se cumple la condición de transición.
•
El cumplimiento de una condición de transición implica la activación de la etapa
siguiente y la desactivación de la etapa precedente.
•
Nunca puede haber dos etapas o condiciones consecutivas, siempre deben ir
colocadas de forma alterna.
Clasificación de las secuencias
En un GRAFCET podemos encontrarnos con tres tipos de secuencias:
•
Lineales
•
Con direccionamientos o alternativa
•
Simultáneas
8
Lineales
En las secuencias lineales el ciclo lo componen una sucesión lineal de etapas como se
refleja en el siguiente GRAFCET de ejemplo:
1
Condición 1
2
Acción 1
Condición 2
3
Acción 2
Condición 3
4
Acción 3
Acción 4
Condición 4
Figura 4. GRAFCET lineal
El programa irá activando cada una de las etapas y desactivando la anterior conforme se
vayan cumpliendo cada una de las condiciones. Las acciones se realizarán en función de
la etapa activa a la que están asociadas. Por ejemplo, con la etapa 1 activa tras arrancar
el programa, al cumplirse la "Condición 1", se activará la etapa 2, se desactivará la 1, y se
realizará la "Acción 1".
9
Con direccionamiento
En un GRAFCET con direccionamiento el ciclo puede variar en función de la condición
que se cumpla. En el siguiente ejemplo a partir de la etapa inicial se pueden seguir tres
ciclos diferentes dependiendo de cual de las tres condiciones (1, 2 ó 3) se cumpla, (sólo
una de ellas puede cumplirse mientras la etapa 1 esté activa):
1
Condición 1
2
Acción 1
Condición 3
Condición 2
2
Acción 2
3
Condición 6
Condición 5
Condición 4
Acción 3
Figura 5. GRAFCET con direccionamiento
Simultáneas
En las secuencias simultáneas varios ciclos pueden estar funcionando a la vez por
activación simultánea de etapas. En el siguiente ejemplo, cuando se cumple la condición
1 las etapas 2, 3 y 4 se activan simultáneamente:
1
Condición 1
2
Acción 1
3
Acción 2
Figura 6. GRAFCET simultáneo
10
4
Acción 3
Clasificación de las acciones
En un GRAFCET nos podemos encontrar con alguna o varias de las acciones asociadas
a una etapa que se describen seguidamente.
Acciones asociadas a varias etapas
Una misma acción puede estar asociada a etapas distintas. Así en el siguiente ejemplo la
acción A se realiza cuando está activa la etapa 21 ó la 23 (función O):
Condición X
21
Acción A
21
23
Condición Y
22
Acción B
Condición Z
23
Acción A
Acción C
Figura 7. Acciones asociadas a varias etapas
11
>1
A
Acciones condicionadas
La ejecución de la acción se produce cuando además de encontrarse activa la etapa a la
que está asociada, se debe verificar una condición lógica suplementaria (función Y):
a
10
a
&
A
10
Acción A
Figura 8. Acciones condicionadas
Acciones temporizadas o retardadas
Es un caso particular de las acciones condicionadas que se encuentran en multitud de
aplicaciones. En este caso, el tiempo interviene como una condición lógica más. En el
siguiente ejemplo la acción A se realizará durante 10 segundos:
10
Acción A
T1=10 s
T1
Figura 9. Acciones temporizadas o retardadas
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Ejemplo de un GRAFCET
A continuación veremos el GRAFCET de un sistema que informe de manera auditiva a los
operarios de una empresa, la llegada de un camión cargado.
0
Detectar llegada de camión
1
Encender alarma
Se enciende alarma
Trascurren 10 segundos
2
Apagar alarma
No se detecta camión
13
Se activa sensor detector de
camión cargado