Este libro pretende transmitir al lector los conceptos tecnológicos ligados a los autómatas programables y su utilización para implementar sistemas de automatización. Para ello los autores, basándose en su experiencia en el diseño de sistemas de control y en la enseñanza de los mismos, han organizado el libro en cinco partes, además de en capítulos, para estructurar mejor los innumerables conceptos ligados a los sistemas de automatización.
En el capítulo 1 de la parte 1 se estudian los conceptos generales asociados a los controladores lógicos y en la parte 2, formada por los capítulos 2 y 3, se describen el sistema de programación STEP7 y el sistema IEC1131-3, respectivamente.
La parte 3 está formada por los capítulos 4, 5 y 6. El capítulo 4 analiza los principales conceptos de los sistemas electrónicos de control, como introducción al capítulo 5, dedicado a los métodos de diseño de sistemas de control lógico, y al capítulo 6 en el que se describen los sistemas de control de procesos continuos.
La parte 4, formada por los capítulos 7, 8 y 9, está dedicada al entorno de los autómatas programables del que forman parte los sensores industriales, los interfaces de conexión con el proceso y el usuario, y las Comunicaciones Industriales.
La parte 5 incluye el capítulo 10, dedicado a estudiar la confiabilidad de los sistemas electrónicos de control en general y la de los autómatas programables en particular.
Hay que resaltar también que, para que el libro sea autocontenido, se incluyen en él cinco apéndices. En el apéndice 1 se estudian los conceptos de las Comunicaciones Digitales necesarios para comprender las Comunicaciones Industriales. En los apéndices 3, 4 y 5 se describen, respectivamente, la red de sensores y actuadores AS-i, la red de control PROFIBUS y la red Ethernet Industrial Profinet. En el apéndice 5 se analizan los principales conceptos asociados a la garantía de funcionamiento o confiabilidad de los sistemas electrónicos en general, necesarios para comprender los sistemas electrónicos de control seguros ante averías y de elevada disponibilidad.
Hay que destacar, además, los apéndices 6 y 7 y el índice alfabético en castellano e inglés, que tienen como objetivo concienciar al lector, por una parte, sobre la necesidad de conocer los términos ingleses y por otra, de crear términos en español. Se pretende de esta forma contribuir a la mentalización de los técnicos de habla hispana sobre la importancia económica del idioma común que hablamos en España y en Iberoamérica.
Este libro no sólo va dirigido a los técnicos que se quieren especializar en el diseño de instalaciones de control industrial, sino también a los técnicos especializados en las diferentes áreas de la ingeniería, como por ejemplo la mecánica, la generación y distribución de energía eléctrica, la química, etc., que necesitan conocer los fundamentos de los sistemas electrónicos de control y sus aplicaciones.

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PARTE 1 - FUNDAMENTOS DE LOS AUTÓMATAS PROGRAMABLES

1. Introducción a los Controladores Lógicos 3

1.1 Conceptos generales 3

1.2 Controladores lógicos sin unidad operativa 6

1.3 Controladores lógicos con unidad operativa 36

PARTE 2 - SISTEMAS DE PROGRAMACIÓN DE LOS AUTÓMATAS PROGRAMABLES

2. Sistema STEP7 de programación de autómatas programables 103

2.1 Introducción 103

2.2 Características generales de STEP7 103

2.3 Lenguaje de lista de instrucciones (AWL) de STEP7 108

2.4 Lenguaje de esquema de contactos (KOP) de STEP7 173

2.5 Lenguaje de diagrama de funciones (FUP) de STEP7 190

2.6 Lenguaje de diagrama funcional de secuencias (S7-GRAPH) de STEP7 203

3. Sistema normalizado IEC 1131-3 de programación de autómatas programables 205

3.1 Introducción 205

3.2 Características generales del sistema normalizado IEC 1131-3 206

3.3 Lenguaje normalizado de lista de instrucciones 211

3.4 Lenguaje normalizado de esquema de contactos 243

3.5 Lenguaje normalizado de diagrama de funciones 254

3.6 Lenguaje normalizado de diagrama funcional de secuencias 258

3.7 Relación entre el sistema STEP7 y el sistema normalizado IEC1131-3 259

PARTE 3 - SISTEMAS DE CONTROL IMPLEMENTADOS CON AUTÓMATAS PROGRAMABLES

4. Fundamentos de los Sistemas Electrónicos de Control 263

4.1 Introducción 263

4.2 Clasificación y fundamentos de los sistemas electrónicos de control 264

5. Diseño de sistemas de control lógico con autómatas programables 281

5.1 Introducción 281

5.2 Herramientas de diseño asistido por computador de los sistemaselectrónicos de control lógico basados en autómatas programables 281

5.3 Métodos clásicos de diseño del programa de control 286

5.4 Métodos de diseño de sistemas complejos de control lógico secuencial 314

5.5 Comparación del método de diseño basado en S7-GRAPHy el del diagrama de partición en fases 363

6. Control de procesos mediante autómatas programables 373

6.1 Introducción 373

6.2 Controladores no lineales intermitentes 375

6.3 Controladores lineales continuos 380

PARTE 4 - ENTORNO DE LOS AUTÓMATAS PROGRAMABLES

7. Sensores Industriales 429

7.1 Introducción 429

7.2 Características de los sensores industriales 430

7.3 Características de entrada de los sensores industriales 446

7.4 Características eléctricas 448

7.5 Características mecánicas 464

7.6 Características de funcionamiento 465

7.7 Sensores industriales de aplicación general en procesos de fabricación 77

Bibliografía 588

8. Interfaces de entrada y salida 591

8.1 Introducción y clasificación 591

8.2 Interfaz de conexión con el proceso 592

8.3 Interfaces de conexión autómata-usuario 635

9. El autómata programable y las Comunicaciones Industriales 649

9.1 Introducción 649

9.2 El computador y el ciclo del proceso de un producto 651

9.3 Comunicaciones Industriales 695
9.4 El autómata programable y las Comunicaciones Industriales 709 PARTE 5 - GARANTÍA DE FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE CONTROL
10. Confiabilidad de los Sistemas Electrónicos de Control 723
10.1 Introducción 723
10.2 Sistemas electrónicos independientes de seguridad 725
10.3 Confiabilidad de los autómatas programables 734
Apéndice 1 - Comunicaciones digitales 757
A1.1 Introducción 757
A1.2 Conceptos básicos de las comunicaciones digitales punto a punto 758
A1.3 Redes informáticas 792
A1.4 Infocomunicaciones 829

Apéndice 2 - Red AS-i de sensores-actuadores 837

A2.1 Introducción 837

A2.2 Características generales 839

A2.3 Capa física de la red AS-i 840

A2.4 Capa de enlace de la red AS-i 843

A2.5 Capa de aplicación de la red AS-i 853

A2.6 Componentes de una red AS-i 855

Apéndice 3 - Familia de redes de campo PROFIBUS 863

A3.1 Introducción 863

A3.2 Características generales 863

A3.3 Red PROFIBUS-DP 867

A3.4 Red PROFIBUS-PA 886

A3.5 Red PROFIBUS-FMS 888

A3.6 Principales elementos de una red PROFIBUS 895

A3.7 Comparación de las redes PROFIBUS y AS-i 899

Apéndice 4 - Red Industrial Universal Profinet 901

A4.1 Introducción 901

A4.2 Topología de Profinet 902

A4.3 Sistemas tecnológicos de Profinet 909

A4.4 Compatibilidad entre Profinet y PROFIBUS 914

Apéndice 5 - Confiabilidad de los Sistemas Electrónicos 917

A5.1 Introducción 917

A5.2 Conceptos relacionados con el funcionamiento de un sistema 917

A5.3 Verificación de los sistemas 934

A5.4 Tolerancia a fallos de los sistemas 936

A5.5 Los sistemas electrónicos y la seguridad ante averías ( Safety ) 942

Apéndice 6
Acrónimos y abreviaturas utilizados en control lógico, control de procesos,sensores industriales, comunicaciones digitales, Comunicaciones Industrialesy seguridad 967
Apéndice 7
Propuesta de equivalencias entre el inglés y el castellano de términos utilizados en control lógico, control de procesos, sensores industriales, comunicaciones digitales, Comunicaciones Industriales y seguridad 985