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SEP
EDUCACIóN PU BLICA
Automatización de procesos con
PLC
SIEMENS S7-200
M.C. José María Calderón Ancona
Contenido
1. Datos preliminares de los autómatas programables ................................................. ...... 1
1.1 Arquitectura interna ..........................................................................................1
1.2 Funcionamiento de un autómata programable.............................................................2
2. Programación del autómata SIEMENS S7-200 ............................................................3
2.1 Presentación del PLC S7200.................................................................................3
2.1.2 Sistema de programación..............................................................................4 2.2. Áreas de memoria y su direccionamiento.................................................................6
3. Software de programación del autómata S7-200 ..........................................................9
3.1
Software STEP 7 Micro/Win...............................................................................9
3.1.1 Barra de navegación.................................................................................10
3.1.2 Ventana de resultados................................................................................13
3.1.3 Árbol de operaciones.................................................................................13
3.1.4 Editor de programas.................................................................................14
3.1.5 Tabla de variables locales............................................................................14
4. Operaciones del autómata S7-200...........................................................................15
4.1 Tipo de contactos.............................................................................................15
4.2 Bobinas........................................................................................................15
4.3 Comparaciones...............................................................................................15
4.4 Contadores ....................................................................................................16
4.4.1 Contador de incremento (CTU)......................................................................16
4.4.2 Contador de decremento (CTD).....................................................................17
4.4.3 Contador de incremento-decremento (CTUD)................................................ ...... 17
4.5 Temporizadores..............................................................................................18
4.5.1 Temporizador de retardo a la conexión (TON)....................................................18
4.5.2 Temporizador de retardo a la desconexión (TOF)................................................19
4.5.3 Temporizador de retardo a la conexión con memoria (TONR).................................19
4.6 Operaciones aritméticas.....................................................................................19
4.7 Transferencias...............................................................................................19
4.8 Conversiones.................................................................................................19
4.9 Subrutinas.....................................................................................................19
5. Diseño de programas en GRAFCET........................................................................21
5.1 Método de programación GRAFCET.....................................................................21
5.2 Construcción de diagramas GRAFCET...................................................................22
5.3 Estructuración de un programa en GRAFCET..........................................................23
5.3.1 Opciones de ejecución de la etapas.................................................................23
5.3.2 Opciones de ejecución de las acciones.............................................................24
5.3.3 Macroetapas....................................................................................... .... 25
5.4 Relé de control secuencial..................................................................................26
5.5 Ejecicios........................................................................................................28
5.5.1 GRAFCET para la operación de un elevador....................................................28
5.5.2 GRAFCET para la operación de un sistema de enfriamiento...................................28
i
6. Visualizador de textos TD200 SIEMENS...................................................................29
6.1 Principales funciones y características.....................................................................29
6.2 Configuración.................................................................................................30
6.3 Datos asociados..............................................................................................31
6.4 Menú de la pantalla...........................................................................................32
7. Comunicación Industrial......................................................................................33
7.1 Organización de las redes en automatización...............................................................34
7.2 Bus de campo Profibus(Process Field Bus)................................................................34
7.3 Comunicación en red para el S7-200.........................................................................35
8. Intercambio de datos entre el PLC y Programas de cómputo.................................... ....... 37
8.1 Definición........................................................................................................37
8.2 Características de operación de PC Access.................................................................37
8.3 Programación de variables....................................................................................38 Anexos................................................................................................................39
ii
Capítulo 1
Datos preliminares de los autómatas programables
El autómata programable, también conocido como PLC (control lógico programable), surge gracias a las mejoras tecnológicas en las líneas de producción de la industria del automóvil. El primer PLC se desarrolló en EE.UU. en el año de 1969, esta aportación tecnológica ha permitido a las empresas mejorar su competitividad e incrementar su productividad.
1.1 Arquitectura interna de los autómatas programables
El autómata programable es una máquina electrónica modular diseñada para trabajar en ambientes industriales, está formado por un microprocesador, y una memoria en donde se puede almacenar las instrucciones del programador, también se cuenta con circuitos de entrada-salida y con puertos de comunicación que se utilizan para la interconexión con otros PLC's o módulos de expansión.
En las entradas de PLC generalmente se conectan las terminales de sensores que manejan señales de tipo digital o analógica. Las señales de salida se utilizan para controlar la operación de los correspondientes actuadores, estas señales son órdenes digitales (encendido o apagado) o señales analógicas que se generan de acuerdo con la lógica de programación del PLC.
Salidas |
|||||
Memoria RAM Entradas Salidas Marcas Temporizadores Contadores |
Memoria ROM Sistema operativo |
||||
(r-) |
CPU |
É |
|||
Entradas |
Puerto
de
c
o
m
u
n
i
c
a
c
i
ó
n
Figura 1. 1 Arquitectura interna de un autómata programable
CRODE Mérida
1
Automatización de procesos con PLC
La lógica de operación del PLC se desarrolla en un programa de cómputo, esta lógica se transfiere al PLC por medio de una conexión tipo serial con la computadora.
Figura 1. 2 Conexión del cable serial con la computadora
1.2 Funcionamiento de un autómata programable
El principio básico de operación de un PLC es que trabaja en forma cíclica, en un ciclo se ejecutan las siguientes tareas.
1. Lee el estado de la entradas y transfiere esta información a una región de su memoria
2. Se ejecutan las instrucciones del programador de acuerdo con la información adquirida en el punto anterior. Las instrucciones se ejecutan de forma secuencial y se comienza con la primera instrucción del bloque principal de programa
3. Escribe el valor que corresponde en las salidas.
4. Se realizan tareas internas del PLC (verificar si existen errores, actualizar valores internos de sus tablas de datos, etc.)
Los cuatro puntos anteriores forman el Ciclo Scan, y dura normalmente entre 3 y 10 ms. La duración del Ciclo Scan varía de acuerdo con el número y tipo de instrucciones utilizadas por el programador.
2
CRODE Mérida
Capítulo 2
Programación del autómata SIEMENS S7-200
La compañía alemana SIEMENS fabrica una línea de circuitos y controles lógicos programables diseñados para aplicaciones industriales de baja (LOGO), mediana (S7-200) y gran escala (S7-300 y S7400). En este capítulo se estudiará la programación de un PLC de la familia S7-200.
2.1 Presentación del PLC S7-200
En la siguiente figura se describe las principales características de un PLC S7-200, este dispositivo de automatización tiene un determinado número de entradas y salidas, así como puertos de comunicación e indicadores de operación.
Común .0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 Común .0 .1 -= |
y- n l1 |
||||||
Salidas |
-------- ? 1 |
@ Q0@@@@@@@@ @Q1@@| |
@ @ I |
||||
Indicador de |
>i |
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 |
AC |
RUN |
Selector de |
||
estado |
>b |
TT TT |
modo |
||||
Puerto de |
So o o |
Control Lógico Programable |
TERM |
Potenciómetros |
|||
<> (> < |
analógicos |
||||||
Puerto de |
|||||||
ampliación |
|||||||
1 1 1 1 1 1 1 1 II |
24 V |
CD |
|||||
@ I0@@@@@@@@ @I1@@ |
| @@| |
||||||
.0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 - .0 .1 |
+ |
Figura 2.1 Principales características de un PLC S7200
Se utiliza la letra I y la letra Q para identificar respectivamente una entrada o una salida, esta letra va acompañada de un digito que se utiliza para designar el grupo al que pertenece la entrada o la salida. Se requiere de un segundo digito para designar de manera especifica una entra o salida, finalmente entre estos números se coloca un punto el cual forma parte del formato tipo bit al que pertenecen las entras y salidas. Ejemplo I0.2 es la entrada dos del grupo cero.
El voltaje nominal que se utiliza para indicar un nivel lógico alto en las entradas del PLC es de 24 VCD y en el caso del cero lógico se acepta hasta un valor de 5 VCD.
Los interruptores que se utilizan en las salidas del PLC pueden estar diseñados con relés o bien con transistores, para elegir uno de estos modelos de interruptores se debe tener presente el tipo de señal que se conmutará, es decir, corriente directa o corriente alterna, así cómo también la frecuencia de conmutación de esta señal. Para conmutar señales de corriente directa se utilizan los interruptores que trabajan con transistores, los cuales operan a una frecuencia de varios miles de Hertz. Cuando se trabaja con señales alternas se recomienda usar interruptores que operen con relevadores.
3
CRODE Mérida
Automatización de procesos con PLC
2.1.2 Sistema de Programación
Para realizar la programación del PLC se cuenta principalmente con tres tipos de editores de instrucciones:
KOP (esquema de contactos, similar a un circuito eléctrico),
AWL
(lista de instrucciones, lenguaje nativo de
FUP (diagrama de funciones, similar a circuitos de compuertas lógicas)
En este manual se utilizará el editor tipo KOP, el cual se asemeja al esquema de conexión de un circuito eléctrico y además es uno de los más fáciles de utilizar.
Para explicar el procedimiento de programación en el editor KOP se realiza la lógica de programación del circuito de la figura 2.2
Figura 2.2 Conexión de un motor eléctrico con sus botones de arranque y paro
|
Figura 2.3 Conexión de interruptores y motor al PLC |
4 CRODE Mérida |
En la siguiente figura se muestra la conexión eléctrica en el PLC de los botones de arranque, paro y el motor del circuito de la figura 2.2
Capítulo 2. Programación del autómata SIEMENS S7-200
La lógica de programación del PLC consiste en dos contactos conectados en serie, de tal forma que uno de ellos es normalmente abierto (arranque) y el otro normalmente cerrado (paro) estos contactos a su vez están conectados a una salida del PLC (bobina), la cual se representa por el símbolo del paréntesis.
10.1
QO.O
Arranque Paro
Figura 2.4 Lógica para controlar la operación del arranque y paro del ventilador
Según la lógica de programación de la figura 2.4 es necesario que el usuario permanezca con el botón de arranque oprimido para que el circuito esté cerrado y de esta forma trabaje el ventilador, para evitar este inconveniente, se conecta en paralelo con el contacto de arranque, otro contacto (auxiliar o de enclavamiento) al cual se le asigna el estado lógico que asuma Q0.0.
QO.O
Figura 2.5 Conexión de contacto auxiliar para el mantenimiento de conexión de la salida
Cuando se oprime el botón de arranque del diagrama de la figura 2.5, se activa la salida Q0.0 en ese momento también se cierra el contacto auxiliar Q0.0 y el circuito permanece cerrado.
Además de los contactos y bobinas utilizados en el ejemplo anterior, el editor KOP también cuenta con operaciones que realizan cálculos aritméticos, operaciones de temporización y operaciones de control del programa, entre otras.
CRODE Mérida
5
Automatización de procesos con PLC
2.2 Áreas de memoria y su direccionamiento
La memoria RAM del PLC está organizada de tal forma que un espacio determinado de sus casilleros (localidades de memoria) se asigna a una de las variables de programación que intervienen en el menú de operaciones del software Micro/Win. Estas variables se presentan en la siguiente figura.
I |
Memoria de la imagen de las entradas (Contiene información de las entradas del PLC) |
Q |
Memoria de la imagen de las salidas (Contiene información de la salidas del PLC) |
V |
Memoria de variables (Resultados intermedios, tipo global) |
M |
Memoria de Marcas (Almacena el estado intermedio de una operación) |
S |
Memoria de relés de control secuencial (Organiza los pasos del funcionamiento de una máquina) |
SM |
Memoria de Marcas especiales (Permite
intercambiar datos entre
|
L |
Memoria local (Memoria borrador, para transferir parámetros a subrutinas) |
T |
Memoria de temporizadores (Información del estado de los temporizadores) |
C |
Memoria de contadores (Información del estado de los contadores) |
AI |
Memoria de entradas analógicas (Información digital de una variable analógica) |
AQ |
Memoria de salidas analógicas (Información digital de una variable analógica) |
AC |
Memoria de acumuladores (Se utilizan para transferir parámetros de y a subrutinas, así como almacenar valores intermedios utilizados en cálculos) |
HC |
Memoria de contadores rápidos (Se diseñan para contar eventos rápidos independiente
del ciclo de
|
Figura 2.6 Organización de la memoria del PLC
6
CRODE Mérida
Capítulo 2. Programación del autómata SIEMENS S7-200
Para leer o escribir información en una de las áreas definidas en la memoria se indica el tipo de dato (bit, byte, palabra o doble palabra) que se considere manejar. El tipo de dato se elige en función del número de bits que ocupe la información que se maneje. En la siguiente tabla se señalan los tipos de datos que soportan cada una de las áreas de memoria.
Tabla 1. Tipos de datos que admiten las áreas de memoria del PLC
Dato |
Bit o Booleano . (1 bit) |
Byte B (8 bits) |
Palabra W (16 bits) |
D.palabra DW (32 bits) |
Otro |
I |
V |
V |
V |
V |
|
Q |
V |
V |
V |
V |
|
V |
V |
V |
V |
V |
|
M |
V |
V |
V |
V |
|
S |
V |
V |
V |
V |
|
SM |
V |
V |
V |
V |
|
L |
V |
V |
V |
V |
|
T |
T + el número del temporizador |
||||
C |
C + el número del contador |
||||
AI |
V |
||||
AQ |
V |
||||
AC |
V |
V |
V |
V |
|
HC |
V |
CRODE Mérida 7
Automatización de procesos con PLC
Para seleccionar una o varias localidades de la memoria del PLC, figura 2.6, se construye su dirección con la siguiente información:
a) Identificador del área de la memoria
b) Tipo de dato
c) Número del casillero de memoria
El término que se utiliza comúnmente para construir una dirección válida de la memoria es: direccionamiento de memoria, en la tabla 2 se muestran varios casos de direccionamiento para el área M, mejor conocida como Marcas.
Tabla 2. Ejemplo de direccionamiento de memoria
Tipo de direccionamiento |
Ejemplos |
Bit |
M0.0 |
Byte |
MB0 |
Palabra |
MW0 |
Palabra doble |
MD0 |
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CRODE Mérida
Capítulo 3
Software de programación del autómata SIEMENS S7- 200
3.1 Software STEP 7 Micro/Win
Para desarrollar un programa de un PLC SIEMENS de la familia S7-200 se utiliza el software STEP 7 Micro/Win, en la siguiente figura se señalan las principales barras de herramientas y ventanas de este software.
|
Barra de navegación |
Ventana de resultados |
Tabla de variables locales
Barra de
estado
Árbol de operaciones
Editor: Principal Subrutinas Interrupciones
Figura 3.1 Ambiente de trabajo del software Micro/Win
A continuación se describe el papel que desempeñan los principales iconos y ventanas de la figura 3.1.
CRODE Mérida
9
Automatización de procesos con PLC
3.1.1 Barra de navegación
Bloque de programa
El bloque de programa corresponde al editor principal de Micro/Win, en este editor se desarrolla la lógica de programación del autómata programable. Para escribir esta lógica de programación se puede escoger (dar un clic en Ver) una de las tres opciones para representar o editar las instrucciones del PLC. Estas opciones son las siguientes:
a) KOP. Esquema de contactos
b) AWL. Lista de instrucciones
c) FUP. Diagrama de contactos
Tabla de símbolos
La tabla de símbolos permite asignar una etiqueta a cada uno de los operandos de las instrucciones que intervienen en el desarrollo de un programa del PLC.
Figura 3.2 Tabla de símbolos
Tabla de Estado
Se utiliza para observar el estado lógico que asumen las variables de memoria utilizadas en un programa durante su ejecución, también es posible modificar el estado lógico de estas variables.
Figura 3.3 Tabla de estado
10
CRODE Mérida
Capítulo 3. Software de programación del autómata SIEMENS S7-200
Bloque de datos
El bloque datos es el área V de la memoria del PLC, esta área de memoria está disponible para que el programador pueda inicializar valores o bien guardar los resultados de las operaciones que se ejecuten el programa principal. La información que se edite en el bloque de datos puede tener formato tipo byte, palabra o doble palabra.
| ■ 3 ■ i ■ 4 ■ ' ■ 5 ■ i ■ 6 ■ i ■ 7 ■ i ■ 8 ■ ' ■ 9 ■ ■ ■ 10 ■ ''11'' '12'' -13 ■ ■ -14 ■ ■ '15' ' |
'16' |
■17' |
■18' ' ■ |
■ i |
// |
||||
//COMENTARIOS DEL BLOQUE DE DATOS |
||||
i// |
||||
||//Pulse Fl pata obtener Ayuda y un bloque de datos de ejemplo. |
||||
// |
||||
VBO 10 // Inicialisación del Contadorl |
||||
VH3 5 |
||||
■VD10 50 |
Figura 3.4 Bloque de datos
Bloque del sistema
Las opciones que se presentan en esta ventana están orientadas a la configuración de los parámetros operativos del PLC
Figura 3.5 Bloque de sistema
CRODE Mérida
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Automatización de procesos con PLC
Referencias cruzadas
Esta tabla presenta un resumen de los operandos que se están utilizando en el programa, así como también su ubicación en
■3- i-4-i -5-i -G-i ■■7-i-S- i-9- i '10' i 'IV i -12- |
■13' i '14' i '15' i '1G- i '17' i -18' ' ■ ■ ' |
'2 |
||||
Elemento | Bloque | Ubicación |
Contexto | |
.*. |
||||
1 |
I0.0 |
PRINCIPAL (OBI) Networki |
VI- |
|||
2 |
I0.0 |
PRINCIPAL (OBI) Network2 |
VI- |
|||
3 |
I0.3 |
PRINCIPAL (OBI) |
Network 2 |
-II- |
||
11.0 |
PRINCIPAL (OBI) |
Network 1 |
-II- |
|||
5 |
QO.O |
PRINCIPAL (OBI) Networki |
-0 |
|||
6 |
CO |
PRINCIPAL (OBI) Network2 |
CTU |
|||
< ► | Referencias cruzadas A Bytes usados A Bits usat ^ |
> |
Figura 3.6 Referencias cruzadas
Comunicación
Esta ventana se utiliza para
verificar los parámetros que intervienen en el enlace de comunicación entre
Figura 3.7 Ventana de comunicación del PLC
12
CRODE Mérida
Capítulo 3. Software de programación del autómata SIEMENS S7-200
Ajustar interface PG/PC
Para realizar la transferencia de información entre la computadora y el PLC se requiere de un hardware que permita hacer compatible la comunicación entre estos dos dispositivos. En esta ventana se escoge esta vía de acceso y también se selecciona el puerto de la computadora que se utilizará para establecer la comunicación con el PLC.
Figura 3.8 Selección de hardware para establecer comunicación entre
3.1.2 Ventana de resultados
En esta ventana se muestran los resultados de la compilación de los programas que se encuentran en las siguientes áreas: bloque principal, subrutinas o bien en el área de las interrupciones.
3.1.3 Árbol de operaciones
En esta barra de herramientas se encuentra el grupo de operaciones que se utilizan para editar un programa.
CRODE Mérida
13
Automatización de procesos con PLC
3.1.4 Editor de programas
El software Micro/Win está organizado en tres tipos de unidades de programas:
a) Bloque principal (OB1)
b) Subrutinas
c) Interrupciones
Cada una de las unidades mencionadas desempeña una función específica en el diseño de un programa del PLC. A este conjunto de unidades se le conoce como UOP (unidades de organización del programa).
3.1.5 Tabla de variables locales
Cada unidad de organización del programa tiene su propia tabla de variables locales con capacidad para almacenar 64 bytes de la memoria L. Una de las aplicaciones de la tabla de variables locales es para definir parámetros del programa en la memoria L que solamente sean válidos en la respectiva unidad de organización.
14
CRODE Mérida
Capítulo 4
Operaciones del PLC S7-200
El PLC S7-200 tiene una gran variedad de operaciones que permiten desarrollar diseños de automatización para múltiples aplicaciones. Los temas que se analizarán en este capítulo comprenden las principales instrucciones que intervienen en un programa del PLC S7-200
4.1 Tipos de contactos
Se cuenta con varios tipos de contactos que permiten realizar diversas operaciones de control en el
manejo de señales internas o externas del PLC.
A continuación se mencionan los tipos de contactos del PLC S7200 de interés para este curso.
a) Normalmente abierto
b) Normalmente cerrado
c) Not
d) Detector de flanco positivo
e) Detector de flanco negativo
4.2 Asignaciones
Este punto se refiere a las instrucciones del PLC que se utilizan para activar o desactivar bits de las diferentes áreas de memoria
a) Estándar
b) Poner a uno
c) Poner a cero
4.3 Comparaciones
Estas operaciones se utilizan para confrontar datos y tomar desiciones en el programa del PLC, las opciones de comparación contemplan los casos en que los números sean iguales, mayor, menor o bien diferentes. Las instrucciones de comparación se clasifican de acuerdo con el tipo de dato que se maneje, los casos más comunes son los siguientes:
a) Byte
b) Entero
c) Real
d) Palabra doble
15 CRODE Mérida
Automatización de procesos con PLC
4.4 Contadores
El PLC S7-200 dispone de tres tipos de instrucciones que pueden contabilizar la ejecución de un evento, estos contadores son los siguientes.
a) Contador de incremento. CTU
b) Contador de decremento contador. CTD
c) Contador de Incremento-decremento. CTUD
Una de sus entradas se utiliza para especificar el número de eventos que se deberán contabilizar, a este número se le conoce como preselección (PV). Los contadores CTU y CTUD disponen de una entrada R que se sirve para inicializar su registro de cuenta.
Los tres tipos de contadores activan un bit cuando alcanzan su valor de preselección, se puede utilizar hasta 256 contadores en un programa (C0 a C255).
4.4.1 Contador de incremento (CTU)
Cada vez que se activa la entrada de CTU se incrementa su registro de cuenta, en el momento que se alcanza el valor de preselección se activa un bit CXXX que está asociado al contador, mientras no se inicialice (R), el contador seguirá llevando la cuenta de su entrada hasta alcanzar el valor de 32,767.
Figura 4.1 Esquema de un contador CTU
16
CRODE Mérida
Cap 4. Operaciones del PLC S7-200
4.4.2 Contador de decremento (CTD)
Este modelo de contador lleva su registro de cuenta de manera inversa a CTU. Para que empiece a funcionar CTD, se requiere suministrar un pulso eléctrico en su entrada de carga (LD), en ese momento el registro de cuenta asume el valor especificado en PV, por cada evento de cuenta se decrementa el valor obtenido en PV. El contador se detiene cuando alcanza el valor de cero, en ese momento se activa el bit asociado del contador.
Entrada del contador (CD) Entrada de carga (LD)
Preselección (PV)
Número de contador CXXX
Contador CTD |
|
Bit asociado al
contador
CXXX
Figura 4.2 Esquema de un contador CTD
4.4.3 Contador de incremento-decremento (CTUD)
Este contador reúne las características de los dos contadores revisados anteriormente, la entrada CU se utiliza para registrar los eventos que se identifican como un incremento del contador, de igual manera, CD registra los eventos que se consideran como un decremento del contador. El bit asociado al contador se activa en el momento que se alcanza el valor de preselección (PV), este bit se desactiva cuando el registro de cuenta es menor a PV, o bien cuando se activa la entrada de reset.
Entrada de incremento (CU)
Entrada de de cremento (CD)
Reset (R)
Preselección (PV)
Número de contador CXXX
Contador
CTUD
Bit asociado al
contador
CXXX
Figura 4.3 Esquema de un contador CTUD
CRODE Mérida
17
Automatización de procesos con PLC
4.5 Temporizadores
El PLC S7-200 maneja tres tipos de temporizadores:
a) Temporizador de retardo a la conexión. TON
b) Temporizador de retardo a la desconexión. TOF
c) Temporizador de retardo a la conexión con memoria. TONR
El tiempo que se puede programar en un temporizador se
determina en función del producto de dos paramentos, su resolución y un número
conocido como preselección (PT). La resolución de los temporizadores se
especifica en la tabla 4.1 y el valor de preselección se escoge en el siguiente
rango:
Número de
temporizador
( TXXX )
Habilitación (IN) |
Bit asociado al
Temporizador |
temporizador (TXXX)
Preselección (PT)
Figura 4.4 Esquema de un temporizador
Tabla 4.1 Resolución de temporizadores
Temporizador |
Resolución (ms) |
N de temporizador |
TON, TOF |
1 |
T32, T96 |
10 |
T33 a T36 T97 a T100 |
|
100 |
T37 a T63 T101 a T255 |
|
TONR |
1 |
T0, T64 |
10 |
T1 a T4 T65 a T68 |
|
100 |
T5 a T31 T69 a T95 |
Cuando el temporizador alcanza el valor de preselección PT se activa el bit TXXX, el temporizador continua contando hasta alcanzar su valor máximo de 32767.
4.5 1 Temporizador de retardo a la conexión (TON)
Este temporizador, una vez que alcanza su valor de preselección activa un bit (TXXX), este bit se usa para arrancar otras etapas del programa o bien para activar alguna salida del PLC. Cuando se alcanza el valor de preselección el temporizador continúa contando hasta alcanzar su valor máximo de 32767, para inicializar TON se requiere desactivar su entrada de habilitación (IN)
18
CRODE Mérida
Cap 4. Operaciones del PLC S7-200
4.5.2 Temporizador de retardo a la desconexión (TOF)
El temporizador TOF se utiliza para retardar la desconexión de una salida o bien de alguna etapa del programa. Cuando se activa su entrada de habilitación, en ese momento TOF activa un bit (TXXX), sin embargo, TOF empieza a contar en el instante en que sucede la desconexión de su entrada de habilitación (IN).
4.5.3 Temporizador de retardo a la conexión con memoria (TONR)
La operación de TONR es igual a la de TON pero con la siguiente variante: una vez que está trabajando TONR si se desactiva su entrada IN, en ese momento, se memoriza la cuenta del temporizador, de esta forma es posible obtener el tiempo total registrado en el temporizador en varios intervalos de su operación. Una vez que TONR alcanza el valor de preselección programado continua contando hasta alcanzar el valor de 32767.
4.6 Operaciones aritméticas
Para realizar cálculos matemáticos se cuenta con una variedad de fórmulas, las más utilizadas son las siguientes.
a) Suma
b) Resta
c) Multiplicación
d) División
4.7 Transferencias
Para pasar información de una localidad de memoria a otra, o bien para almacenar un dato en memoria se utilizan las operaciones de transferencia, este tipo de operaciones se clasifican de acuerdo con el tipo de datos manejen, las más utilizadas son las siguientes:
a) Transferencia de un byte. MOVB
b) Transferencia de una palabra. MOVW
c) Transferencia de una palabra doble. MOVD
d) Transferencia de un real. MOVR
4.8 Conversiones
Para uniformizar el formato de los datos que se involucran en las operaciones del PLC se realizan las operaciones de conversión, las más comunes son las siguientes:
a) Byte a entero
b) Entero a Byte
c) Entero a doble entero
4.9 Subrutinas
Las subrutinas sirven para estructurar o dividir el programa en bloques más pequeño, esta ventaja se puede aprovechar a la hora de realizar tareas de comprobación y mantenimiento del programa. Los bloques más pequeños facilitan la comprobación y la eliminación de errores tanto en las subrutinas
CRODE Mérida
19
Automatización de procesos con PLC
como en el programa entero.
sólo cuando se necesite, en vez de ejecutar todos los bloques en cada ciclo.
Un programa puede comprender 64 subrutinas como máximo (128 subrutinas en una CPU 226XM)
20
CRODE Mérida
Capítulo 5
Diseño de programas en GRAFCET
5. 1 Método de programación GRAFCET
Con la finalidad de desarrollar un método de programación para automatizar procesos secuenciales se desarrollo el GRAFCET (Grafico Funcional de Control de Etapas y Transiciones), este método de diseño se desarrolló en Francia a mediados de los años setenta.
El GRAFCET es un diagrama lógico que describe las etapas que intervienen en un proceso de automatización secuencial, los principios en que se basa el funcionamiento de este método de programación son los siguientes:
El proceso de automatización se descompone en n etapas.
En cada etapa se realiza una acción.
Una etapa tiene asociada una condición de transición, la cual condiciona la activación de la siguiente etapa.
Cuando una condición de transición se hace verdadera se valida la activación de la siguiente etapa y se desactiva la etapa precedente.
CRODE Mérida
21
Automatización de procesos con PLC
5. 2 Construcción de diagramas GRAFCET
Para realizar un diseño de un programa de automatización en CRAFCET se utilizan los símbolos que se muestran en la tabla 5.1, una etapa se representa mediante un cuadrado al cual se le asigna un número de identificación, a la derecha de este cuadrado se coloca un rectángulo en el cual se escriben las acciones involucradas en la etapa. La unión entre el cuadrado y rectángulo se lleva a cabo mediante una línea recta, en la figura 5.1 se presenta un ejemplo de un diagrama GRAFCET.
Tabla 5.1 Símbolos de programación en GRAFCET
Símbolo
Nombre
Descripción
|
Etapa inicial
Indica el comienzo del esquema GRAFCET
|
Etapa
Su activación permite realizar la acción asociada a la etapa.
|
Unión
Se utiliza para enlazar etapas del GRAFCET
|
Transición
Condición para activar la etapa siguiente y desactivar la precedente.
|
Acción
Se utiliza para especificar las tareas que se deben realizar en una etapa
22
CRODE Mérida
Cap 5. Diseño de programas en GRAFCET
Transición de la etapa O
Transición de la etapa 1
■ Transición de la etapa 2
Transición de la etapa 3
Figura 5.1 Diseño de un sistema Grafcet
5. 3 Estructuración de un programa en GRAFCET
La programación en GRAFCET cuenta con varias opciones para estructurar el diseño de sus etapas y sus acciones.
5.3.1 Opciones de ejecución de las etapas
La ejecución de las etapas de un GRAFCET se pueden llevar a cabo de tres maneras:
Lineales
Bifurcación en OR
Bifurcación en AND
Lineales
La ejecución de las etapas se llevan a cabo una a continuación de la otra, tal como se presenta en la figura 5.1.
Bifurcación en OR
Este tipo de estructura se utiliza para proponer caminos alternativos en la ejecución de las etapas de un GRAFCET. Una característica típica de las bifurcaciones (OR y AND) es que la estructura adquiere una forma divergente que posteriormente converge en las siguientes etapas del GRAFCET
Bifurcación en AND
La bifurcación en AND se utiliza para ejecutar de manera simultánea las acciones de varias etapas.
CRODE Mérida
23
Automatización de procesos con PLC
EE
a) b)
Figura 5.2 a) Bifurcación tipo Or b) Bifurcación tipo AND
5.3.2 Opciones de ejecución de las acciones
De acuerdo con la lógica de programación de un diseño de automatización se pueden dar varias formas de ejecutar una acción de un GRAFCET, en la siguiente figura se muestran algunos ejemplos
|
|
Acción |
||||
0 |
A |
|||
1 |
Acción |
|||
B |
||||
2 |
||||
C |
||||
3 |
Acción |
|||
B D |
||||
a)
b) c)
Figura 5.3 a) Acciones repetidas b) Acción temporizada c) Acción condicionada
En la primera opción de la figura 5.3, la acción B se repite en la etapa 3, en el segundo diagrama, figura 5.3 b, la transición de la etapa tres depende del resultado de un timer y en la última opción, figura 5.3 c, la ejecución de la acción de la etapa 3 depende de la validación de un termostato (acción
24
CRODE Mérida
Cap 5. Diseño de programas en GRAFCET
condicionada).
5.3.3 Macroetapas
Cuando se desarrolla un GRAFCET se puede presentar el caso que una de sus etapas sea un subprograma, para dar mayor claridad en su escritura se recomienda escribir este subprograma aparte de la estructura principal del GRAFCET, a esta nueva estructura se le conoce como macroetapa. El símbolo para representar una macroetapa es un rectángulo que contiene la siguiente información:
Un número que corresponde a la secuencia de etapa
Una clave de identificación de la macroetapa, esta clave se forma con la letra M y un número de identificación de la macroetapa.
Una
etiqueta que describe la función que realiza la macroetapa
En la siguiente figura se muestra un ejemplo de una estructura GRAFCET con una macroetapa.
I / 1/ |
Acciones |
||||||||||
0 |
T0 |
|||||||||
1 |
Acciones |
|||||||||
T1 |
||||||||||
2
M2 |
Macroetapa
Soldar
TS5 |
||||
6 |
||||
Acciones |
||||
T6
E2 |
Acciones |
|||
TE2 |
||||
3 |
||||
Acciones |
||||
T3 |
||||
4 |
||||
Acciones |
||||
T4 |
||||
S5 |
||||
Acciones |
||||
Figura 5.4 Estructura para implementar una Macroetapa de un GRAFCET
Una misma macroetapa puede ser solicitada en distintos momentos y puntos del GRAFCET principal, sin embargo, se debe evitar llamar a una macroetapa mientras está en operación.
CRODE Mérida
25
Automatización de procesos con PLC
5. 4 Relé de control secuencial
El PLC S7-200 cuenta con la instrucción SCR, (relé de control secuencial) para la programación de aplicaciones que requieran la ejecución de varias etapas de forma secuencial, esta instrucción es una herramienta práctica para construir programas diseñados con la estructura GRAFCET.
La instrucción de relé de control secuencial se forma con los siguientes comandos.
SCR. Relé de control secuencial, esta instrucción indica el comienzo de una etapa secuencial. Se utilizan exclusivamente para esta operación el área de la memoria S, a cada etapa SCR se le asigna un bit de control, (S0.0, S0.1 ...)
SCRT. Transición del relé secuencial, esta instrucción activa el bit de control de la siguiente etapa y desactiva el bit de control su propia etapa.
SCRE. Fin del relé secuencial, señala la conclusión de una etapa SCR.
Ejemplo
Se requiere activar un foco de color verde durante 8 segundos concluido este tiempo se debe activar otro foco de color amarillo durante 5 segundos, este proceso debe comportarse de forma cíclica.
0 |
||||
Pulsador |
||||
1 |
||||
Foco verde |
||||
1 |
r/E1/8s |
|||
2 |
Foco amarillo |
|||
- |
r/E2/5s |
Figura 5.5 Diseño de un GRAFCET para la activación temporizada de focos en un proceso cíclico
26
CRODE Mérida
Cap 5. Diseño de programas en GRAFCET
Netwok 1
10.0 S0.1
__ I I____ rS~ Arranque de la secuencia
Netwok 2
10.1 S0.1
I I-------- R Paro de la secuencia
2
Netwok 3---------------------------------------------
S0.1
SCR
Etapa 1, activa foco verde por 8 segundos
Netwok 4
S0.1
80
T37
IN TON
PT
Netwok 5
T37 Q0.0
-MQ
Netwok 6
T37 S0.2
I I------- (scrt) Condición de transición
Netwok 7
-------- (scre) Fin de la etapa 1
Netwok 8
S0.2
SCR
Etapa 2, activa un foco amarillo por 5 segundos
Netwok 9 S0.2 H - |
T38
IN TON
PT
600 Netwok 10
T38 Q0.1
Netwok 11
T38 S0.1
| |-------- (scrt) Condición de transición
Netwok 12 |
k 12
(scre) Fin de la etapa 2
Figura 5.6 Programación con estructuras SCR
CRODE Mérida
27
Automatización de procesos con PLC
Bajar |
5.5 Ejercicios
5.5.1 GRAFCET para la operación de un elevador
Sensor C
Sensor B
Figura 5.7 Esquema del problema 5.5.2 GRAFCET para la operación de un sistema de enfriamiento
Diseñar un GRAFCET para automatizar el sistema de enfriamiento de una máquina, este sistema está formado por un ventilador y una bomba que se encarga de inyectar un líquido refrigerante a través de un serpentín. Las condiciones de operación que se deben programar en el PLC son las siguientes:
a) Si la
temperatura de la máquina es inferior a los
b) Si la temperatura es mayor o igual a los
c) Cuando el sistema de enfriamiento logre
mantener la temperatura igual o menor a los
28
CRODE Mérida
Capítulo 6
Visualizador de textos TD200 SIEMENS
SIEMENS maneja varios modelos de pantallas que pueden trabajar con los PLCs de la familia S7-200, en este capítulo se estudia el procedimiento para imprimir mensajes y suministrar datos a un PLC de SIEMENS por medio de la pantalla TD200.
6.1 Principales funciones y características
Las funciones que se pueden realizar con pantalla TD200 son las siguientes:
Imprimir
mensajes de
Modificar parámetros de un programa
Forzar entradas y salidas
Ajustar hora y fecha de las CPUs que dispongan de un reloj de tiempo real
Figura 6.1 Visualizador de textos TD200
La pantalla TD200 cuenta con 9 teclas, en la siguiente tabla se describe el papel que desempeña cada una de ellas.
Tabla 6.1 Teclas de la pantalla TD200
Tecla |
Clasificación |
Función |
Enter |
Comando |
1. Para dar inicio a la escritura de datos. 2. Para confirmar mensajes |
Esc |
Comando |
1. Para cancelar una edición 2. Para entrar al menú de la pantalla |
▲ |
Comando |
1. Para incrementar un dato. 2. Para acceder a otro mensaje |
▼ |
Comando |
1. Para decrementar un dato. 2. Para acceder a otro mensaje |
SHIFT |
Comando |
Para tener acceso a las teclas F5 a F8 |
F1 a F4 |
Usuario |
Teclas disponibles para el programador |
CRODE Mérida 29
Automatización de procesos con PLC
F5 a F8 |
Usuario |
Teclas disponibles para el programador, se requiere el uso de la tecla SHIFT para su acceso. |
6.2 Configuración
El software Micro/Win cuenta con un asistente (en la opción de herramientas) que facilita la configuración y edición de mensajes de la pantalla TD200. La información suministrada por el programador en el asistente, da origen a un código que contiene la información de los mensajes y datos de la configuración de la pantalla, este código se almacena en el bloque de datos (memoria V).
La información que se presenta a continuación corresponde a las etapas de configuración del asistente de la pantalla TD200.
Ventana 1
1- Se configura el idioma y el tipo de caracteres de la pantalla
Ventana 2
1. Definir la habilitación del reloj de tiempo real
2. Definir la habilitación del forzado de variables
3. Decidir utilizar contraseña
Ventana 3
1. Seleccionar un byte del área de memoria M. Se asigna a cada bit de este byte una tecla de la pantalla.
2. Configurar la operación de las teclas:
a) Activación por medio bits M
b) Contacto momentáneo
3. Configurar la frecuencia de consulta de los mensajes
a) Cuanto antes
b) Cada segundo
Ventana 4
1. Decidir la longitud del mensaje
a) Veinte caracteres
b) Cuarenta caracteres
2. Especificar el número de mensajes
Ventana 5
1. Indicar una dirección de inicio del área de la memoria V. A partir de esta dirección se escriben los datos de configuración de la pantalla (bloque de parámetros, ocupa 14 bytes ) _______________________
2. Indicar una dirección de la memoria V para utilizar sus bits en la habilitación de los mensajes de la pantalla.
3. Indicar una dirección de la memoria V para almacenar el mensaje de la pantalla (por cada carácter del mensaje se requiere de un Byte) _________________________________
30
CRODE Mérida
Cap 6. Visualizador de textos TD200 SIEMENS
Ventana 6
1. Escribir el mensaje en el espacio correspondiente
2. Identificar el bit de habilitación del mensaje _________________________
6.3 Datos asociados
Para mostrar el resultado de una operación del PLC en la pantalla o para suministrar un dato al PLC desde el teclado de la pantalla se utiliza un dato asociado. El asistente de la pantalla asigna una dirección de la memoria V para un dato asociado, esta dirección se utiliza por el programador para transferir la información deseada. En el diagrama de la figura 6.2 se muestran las opciones de configuración para un dato asociado.
Datos asociados
Figura 6.2 Configuración de un dato asociado
CRODE Mérida
31
Automatización de procesos con PLC
6.4 Menú de la pantalla TD200
Por medio de la tecla ESC se tiene acceso al menú de la pantalla TD200, este menú permite consultar información del status PLC y también manipular el estado de sus entradas y salidas.
|
I
I
Ajuste de fecha-hora
Habilitar contraeña |
Menú pantalla TD200
1
Borrar teclado
Figura 6. 3. Menú de la pantalla TD200
32
CRODE Mérida
Capítulo 7
Comunicación Industrial
7.1 Organización de la redes en automatización
Una red consiste de un conjunto de equipos interconectados que pueden comunicarse entre si, para la interconexión de estos equipos se puede utilizar cable de cobre, fibra óptica, microondas, rayos infrarrojos y satélites.
Una red en el área de la automatización está organizada en varias subredes, cada subred tiene un área específica de aplicación, en la figura anexa se muestra la familia de redes que integran un sistema de automatización, a esta figura se le conoce como pirámide de automatización. A continuación se describe los niveles que forman parte en la pirámide de automatización:
|
Nivel superior
Nivel de c
WorkstJtion, PC
*,PLC,PC
Figura 7.1 Pirámide de la automatización
Nivel superior
En este nivel se procesan tareas de carácter general para toda la empresa, desde este nivel se puede acceder a los siguientes niveles de la pirámide de automatización. Para este nivel se utiliza una red Ethernet la cual se utiliza para la comunicación de computadoras y sistemas de automatización
Nivel de célula
En este
nivel se encuentra la interconexión de los autómatas maestros, PCs y equipos de visualización, la tarea de este nivel
consiste en realizar todas las tareas de automatización. La red de este nivel
se implementa con PROFIBUS (Process Field Bus), con esta red es posible alcanzar distancias de
CRODE Mérida
33
Automatización de procesos con PLC
Nivel de campo
En este nivel se encuentran distribuidos e interconectados los dispositivos esclavos. La red de este nivel se implementa con Profibus
Nivel actuador-sensor
En este nivel se conectan todos los sensores y actuadores a una red ASI, (Interfaz sensor actuador) Con esta red es posible conectar hasta 248 actuadores o sensores binarios con un bus de cable bifiliar sin apantallamiento, la máxima longitud de cable para un segmento ASI es de 100 mts
Siemens denomina SIMATIC NET a la familia de redes a través de las cuales se establece una comunicación integrada, coherente y homogénea desde el nivel superior hasta el nivel de actuador sensor en un proceso de automatización, en la siguiente tabla se muestra una comparación de las principales tipos de redes de SIMATIC NET
Tabla 1. Tipos de redes
Tipo de red |
Tamaño red |
Estaciones máximas |
Velocidad de transmisión |
Industrial Ethernet |
Red eléctrica:
|
1024 |
10 Mbits/s |
Profibus |
Red eléctrica:
|
127 |
9.6-12 Mbits/s |
AS-Interface |
Red eléctrica: 300 mts |
31 Esclavos 1 Maestro |
167 Kbits/s |
Los PLC de la familia S7-200 conectados en una red Profibus pueden trabajar en una red como maestro o como esclavos, pero si se comunican con STEP7- Micro/Win actúan siempre como esclavos.
Los maestros pueden enviar una petición a otros aparatos de la red. Un maestro también puede responder a las peticiones de otros maestros incorporados en la red. Algunos maestros típicos son Step 7 Micro/Win , interfaces hombre máquina (HMI), tales como el TD200, así como sistemas de automatización S7-300 o S7400. El S7-200 actúa de maestro cuando le solicita información a otro S7-200 (comunicación punto a punto)
7.2 Bus de campo Profibus (Process Field Bus)
Los buses de campo en serie se usan se utilizan para intercambiar información entre los sistemas automatizados y los dispositivos de campo distribuidos, este tipo de bus sólo requiere de dos cables para transmitir toda la información de importancia, es decir, datos de entrada /salida, parámetros, datos de diagnóstico, programas y tensión de alimentación para los dispositivos de campo.
34
CRODE Mérida
Cap 7 Comunicación industrial
Profibus fue desarrollado de
Profibus esta formada por tres versiones, las cuales son compatibles entre sí:
Profibus DP: periferia descentralizada, intercambio de datos rápido y cíclico
Profibus PA: automatización de procesos, en áreas con riesgo de explosión
Profibus FMS: comunicaciones multimaestro, amplia gama de aplicaciones
7.3 Comunicación en red para el S7-200
Un PLC de la familia S7-200 se puede conectar en una red mediante las siguientes opciones
Interfaz punto a punto (PPI)
Interfaz multipunto (MPI)
PROFIBUS
Ethernet
Protocolos definidos por el usuario ( Freeport y USS)
Estos protocolos de comunicación se pueden utilizar simultáneamente en una red sin que interfieran entre si, con la condición de que se usen una misma velocidad de transferencia.
Protocolo PPI
PPI es un protocolo maestro-esclavo, los maestros envían peticiones a los esclavos y éstos solo responden. El protocolo PPI no limita el número de maestros que se pueden comunicar con un mismo esclavo, sin embargo la red no puede comprender más de 32 maestros.
|
a) b)
Figura 7.2 Red PPI a) Monomaestro b) Varios maestros y un solo esclavo
35 CRODE Mérida
Automatización de procesos con PLC
Protocolo MPI
Este
protocolo soporta la comunicación maestro-maestro y maestro esclavo, los PLCs S7-300 y S7-400 utilizan las operaciones XGET y XPUT
para leer y escribir en
Figura 7.3 Red MPI
Protocolo PROFIBUS
Este
protocolo se ha diseñado para la comunicación rápida con unidades periféricas
descentralizadas (E/S remotas), para conectar un PLC S7-
Figura 7.4 Red Profibus
Protocolo TCP/IP
Para implementar la comunicación por Ethernet TCP/IP se conecta el modulo de ampliación CP243-1 o Internet (CP 243-1 IT) al PLC S7-200
,L'imilW|&W |
||||
STEP7-MDrofWIN |
||||
í-_B |
i3 i |
i=B |
^ |
|
S7-200 CP 243-1 S7-2D0 CP 243-1 IT
Figura 7.5 Red Ethernet
36
CRODE Mérida
Capítulo 8
Intercambio de datos entre el PLC y programas de cómputo
8.1 Definición
SIEMENS ofrece el software PC Access para realizar una
comunicación entre los PLC de la familia S7-200 con programas de cómputo tales
como: Excel, Visual Basic y ProTool/Pro, de esta
forma es posible intercambiar datos entre el PLC S7-200 y software que operan
tradicionalmente en
PC Access esta basado en el sistema OPC (OLE para control de
procesos), el cual es un sistema de interfase abierto que permite la
estandarización en el intercambio de datos en aplicaciones de automatización
entre el PLC o bien dispositivos de campo y
Actualmente diversas compañías de automatización comercializan software OPC que permite el intercambio de datos entre dos o más PLCs de diferentes marcas, también se puede implementar aplicaciones donde un software OPC permita el intercambio de datos entre PLCs de marcas diferentes y un programa de cómputo, tal como Excel.
8.2 Características de operación de PC Access
Los programas S7-200 PC Access y STEP 7-Micro/Win pueden estar en línea de manera simultánea siempre y cuando compartan la misma interfase.
Los programas S7-200 PC Access y SIMATIC NET OPC pueden operar de manera simultánea en la misma PC.
PC Access con interfase Ethernet, PPI o moden puede leer datos desde 8 PLCs al mismo tiempo
El número de conexiones de un PLC con varias PCs esta dado de acuerdo con la información de la siguiente tabla.
Modulo |
Conexiones a PC Access |
Observaciones |
S7-200 CPU |
3 de 4 disponibles |
Una conexión se reserva para una PC de prueba y otra para una HMI (interfaz hombre maquina) |
EM277 |
5 de 6 disponibles |
|
Ethernet |
8 |
Depende de la configuración especificada en el servidor |
CRODE Mérida
37
Automatización de procesos con PLC
8.3 Programación de variables
Para formar la ruta de una variable en PC Access se requiere especificar los siguientes datos.
Punto de acceso: representa el tipo de conexión que permite que el PC Access se comunique con el PLC S7200.
PLC: consiste de PLCs conectados a la red con el protocolo especificado
Fólder: se compone de carpetas y subcarpetas para la organización de las variables.
Las entradas del PLC S7-200 no se pueden forzar por medio del programa PC Access, solamente se puede leer su estado actual. Antes de ejecutar un programa en PC Access es necesario guardar la última modificación realizada.
Proyecto
|
Punto de acceso |
PLC
E~ Auditorio - S7-2íJ0 PC Access |
I____ I |
|||||
File Ediy View Staty? Tools Help / |
||||||
D Ju &M 1 X |jf^| |
||||||
- *kv^ uditoro_ / >^ (T) What'JWew y' - ■ , McroWn(USBX - 9 CRODE^ ......f^ NewFolder |
Ñame | ítem ID J Addr,, |
| Data Type |
| EU Low |
1 EU High |
|a |
|
Puerta 1 MicroWin. CRODE.NewFolder. Puerta 1 C0 |
INT |
1,000000 |
100.0000 |
R |
||
Promedio MicroWin.CRODE.NewFolder. Promedio VW0 |
WORD |
1,000000 |
100.0000 |
R |
||
Área de variables |
||||||
< |
P |
> |
||||
ítem ID | Data Type I Valué | Time Stamp |
| Quality |
1 |
||||
B MicroWin.CRODE.NewFolder.Puerta 1 INT - 00:00:00:000 BMicroWin.CRODE.NewFolder.Promedio WORD - 00:00:00:000 Supervisión de variables |
Bad Bad |
|||||
Ready |
|num |
|||||
38
CRODE Mérida
Anexos
CRODE Mérida
39
Automatización de procesos con PLC
Glosario
Binario: Sistema de numeración que sólo utiliza los dígitos 0 y 1. También se conoce como base 2.
Bit: digito del sistema binario
Bus: conjunto de conductores utilizados para la transmisión de datos.
Byte: palabra de ocho bits.
Celda de memoria: dispositivo que guarda un solo bit
Ciclo: Parte de una forma de onda contenida en un periodo.
Circuito: Combinación de cierto número de elementos unidos en puntos terminales que proporcionan al menos una ruta cerrada a través de la cual la carga pueda fluir.
Código ASCII: (código americano estándar para el intercambio de información) Código alfanumérico de siete bits empleado por la mayoría de las computadoras
Corriente: es el movimiento de cargas eléctricas a través de un material conductor.
CP: Procesador de comunicaciones
Frecuencia (f): Número de ciclos que suceden en un segundo, la unidad de medición para la frecuencia es el hertz (HZ), donde: 1 hetz (HZ) = 1 ciclo por segundo.
MPI: Interface multipunto
Palabra: grupo de bits que representan instrucciones o datos
Periodo (T): Intervalo de tiempo entre repeticiones sucesivas de una señal eléctrica periódica.
Potencia: indica cuanto trabajo se puede realizar en una cantidad específica de tiempo.
PPI: Interfaz punto a punto
Registro: grupo de flif flops capaces de almacenar datos
Reloj: señal digital que tiene la forma de un tren de pulsos rectangular o de una onda cuadrada.
Transductor: dispositivo que convierte una variable física en una eléctrica
Voltaje: es una fuerza eléctrica que origina el movimiento de electrones a través de un circuito cerrado
CRODE Mérida
Anexos
Rango de operandos de las CPUs del S7 200
Tipo de acceso |
CPU 221 |
CPU 22 |
CPU 224, CPU 226 |
CPU 22&XM |
|
Bt{tyteJl:) |
1 |
DA a 15.7 |
OH a 15.7 |
DJ a 15.7 |
3.D3157 |
q |
M a 15.7 |
D.Da 15.7 |
DJ a 15.7 |
O.Da157 |
|
V |
|
B.D a 20*7.7 |
Djaa5119.7 |
O.Da1D233.7 |
|
M |
0jfla31.7 |
IUa3l.7 |
DJ a 31.7 |
ID a 31.7 |
|
SU |
□fia 1717 |
aO a 299.7 |
Djaa5¿3.7 |
3.D a E43.7 |
|
s |
□A a 31.7 |
ana 31.7 |
Da a 31.7 |
: :?r ■ |
|
T |
Da255 |
Da 255 |
Da25S |
Da as |
|
C |
a a 255 |
D32E5 |
Da255 |
Da as |
|
L |
a JD a 59.7 |
I 0 3:97 |
DA a 59.7 |
D.D359.7 |
|
E*fe |
B |
33 i |
Datt |
Da 15 |
Da1S |
Q5 |
0a15 |
Ca'E |
Da 15 |
Da 15 |
|
Ufl |
0aSD47 |
Da2D47 |
Da 5119 |
|
|
m |
3- |
OyJI |
Dy31 |
Dy31 |
|
9H |
0a179 |
I.ilr.- |
Da y9 |
Da 545 |
|
53 |
3?-' |
HyJI |
Dy31 |
üy31 |
|
L |
G i ío |
a a 63 |
DaQ |
Da 25 |
|
*c |
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Da 3 |
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|
Palabra |
m |
DaU |
DaU |
DaU |
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Da 14 |
|
m |
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D32046 |
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|
|
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Da 30 |
Da |
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|
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33 73 |
Da 235 |
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|
sw |
0a3D |
Da 33 |
Da 31' |
Da.j] |
|
T |
Das |
Da2E5 |
Da255 |
Da 25 |
|
c |
3 3 :i: |
Da255 |
Da25S |
Da 25 |
|
IW |
Da3 |
CaEE |
DaS |
Da53 |
|
AC |
Da3 |
Da3 |
Da3 |
Da 3 |
|
AJW |
iVnjuna |
Da 3] |
Daffi |
Da 62 |
|
AQMI |
iVnfiuna |
Da 30 |
Da ES |
lí :2 |
|
Palabra dtie |
ID |
33 2 |
DatZ |
oa ■: |
Da 12 |
QD |
DalZ |
Ca42 |
Da 12 |
Da 12 |
|
VD |
aaauM |
Da 2344 |
Da 5116 |
|
|
WD |
Da2fl |
DaSE |
Da2fl |
Da a |
|
913 |
0*176 |
Da2G |
DaE46 |
Da 545 |
|
1[ |
Da2fl |
[a 2! |
Da 26 |
Da a |
|
LD |
DaS |
DaEG |
Das |
Da55 |
|
AC |
33: |
Da 3 |
Da3 |
Da 3 |
|
HC |
11,3,4,5 |
a3,<5 |
Da5 |
Da 5 |
CRODE Mérida
41
Automatización de procesos con PLC
Características técnicas del S7200 CPU 222 Y 226
Descripción |
CPU 222 |
CPU 226 |
Memoria |
||
Tamaño del programa de usuario (EEPROM) |
4096 bytes en modo run |
16384 bytes en modo run |
Datos de usuario (EEPROM)) |
2048 bytes remanentes |
10240 bytes remanentes |
Respaldo |
50 horas |
190 horas |
Entradas/ Salidas |
||
Entradas |
8 |
24 |
Salidas |
6 |
16 |
Módulos de ampliación |
2 |
7 |
Operaciones |
||
Velocidad de ejecución Booleana |
0.22 s/operación |
0.22 s/operación |
Imagen del proceso E/S |
128/128S |
128E/128S |
Relés internos |
256 |
256 |
Palabras IN/ palabra OUT |
16/16 |
32/32 |
Funciones adicionales |
||
Contadores rápidos |
4-30 kHz fase simple 2-20 kHz dos fases |
6-30 kHz fase simple 4-20 kHz dos fases |
Potenciómetros analógicos |
1 |
2 |
Salidas de impulsos c.c |
2 -20 kHz, |
2 -20 kHz |
Interrupciones de comunicación |
1 Transmisión 2 Recepción |
2 Transmisión 4 Recepción |
Reloj de tiempo real |
Si (cartucho) |
Si (incorporado) |
Alimentación (modelo para AC) |
||
Tensión de línea |
|
|
Corriente de entrada Sólo CPU |
40/140 mA a 120 VAC |
80/320 mA a 120 VAC |
Alimentación para módulos de ampliación a 5V |
340 mA |
340 mA |
Alimentación para sensores DC a 24 V |
|
|
Corriente máxima de la fuente de 24VCD del CPU |
180 mA |
400 mA |
Corriente límite de la fuente de 24VDC del CPU |
600 mA |
|
42
CRODE Mérida
Anexos
Características técnicas del S7200 CPU 222 Y 226 (continuación)
Descripción |
CPU 222 |
CPU 226 |
Características de las entradas |
||
Tensión máxima continua admisible |
30V |
30V |
Sobre tensión transitoria |
35 V 0.5s |
35 V 0.5s |
Valor nominal |
DC 24 V a 4 mA |
DC 24 V a 4 mA |
Señal 1 lógica (min) |
DC 15 V a 2.5 mA |
DC 15 V a 2.5 mA |
Señal 0 lógica (max) |
DC 5 V a 1 ma |
DC 5 V a 1 ma |
Características de las salidas (relé) |
||
Margen admisible |
DC
|
DC
|
Corriente de salida |
|
|
Número de grupos |
2 |
3 |
Resistencia de contactos |
0.2 Q |
0.2 Q |
Retardo de conmutación del relé |
Max 10 ms |
Max 10 ms |
Vida útil mecánica (sin carga) |
10,000,000 ciclos |
10,000,000 ciclos |
Vida útil contactos a carga nominal |
100,000 ciclos |
100,000 ciclos |
Representación de constantes en el PLC S7-200
Representación |
Formato |
Ejemplo |
Decimal |
Valor decimal |
200 |
Hexadecimal |
16# valor hexadecimal |
16#5F |
Real o en coma flotante |
Ver ejemplo |
+1.2456-5 (positivo) - 2.456-3 (negativo) |
Binario |
2# valor binario |
2#1001_0010_0111_0101 |
ASCII |
texto |
Automata |
CRODE Mérida 43
Automatización de procesos con PLC
Marcas especiales
Bits de estado |
|
SM0 |
Descripción (sólo lectura) |
SM0.0 |
Este bit siempre esta activo |
SM0.1 |
Se activa en el primer ciclo, se utiliza para llamar a una subrutina de inicialización |
SM0.4 |
Se comporta como un timer que está activado durante 30 segundos y el mismo tiempo desactivado. El tiempo del ciclo es de 1 minuto. |
SM0. 5 |
Este bit se comporta como un timer que está activado durante 0.5 segundos y el mismo tiempo desactivado. El tiempo del ciclo es de 1 segundo. |
Bits de estado |
|
SMB1 |
Descripción (sólo lectura) |
SM1.0 |
Este bit se activa si el resultado lógico de una operación es cero |
SM1.1 |
Este bit se activa si el resultado de una operación genera un desbordamiento o si se detecta un valor numérico no válido. |
SM1.2 |
Este bit se activa si el resultado de una operación aritmética es negativo. |
SM1.3 |
Este bit se activa si se intenta dividir por cero. |
SM1.4 |
Se activa si la operación registrar valor en tabla sobrepasa el límite de la tabla. |
SM1.5 |
Se activa si las operaciones FIFO o LIFO intentan leer de una tabla vacía |
SM1.6 |
Se activa si se intenta convertir un valor que no es BCD a binario |
SM1.7 |
Se activa si un valor ASCII no se puede convertir en un valor hexadecimal válido |
Potenciómetros analógicos |
|
Byte SM |
Descripción |
SMB28 |
Marca tipo byte, almacena el valor leído del potenciómetro analógico 0. El valor se actualiza una vez por ciclo en STOP/RUN |
SMB29 |
Marca tipo byte, almacena el valor leído del potenciómetro analógico 1. El valor se actualiza una vez por ciclo en STOP/RUN |
44
CRODE Mérida
Anexos
Memoria RAM
1 Byte
Área de memoria
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 ' |
CRODE Mérida
45
Automatización de procesos con PLC
Configuración de memoria para una red PROFIBUS
> |
ÁREA DE ENTRADA
V
ÁREA DE SALIDA
V
1 Byte A ( > |
( A |
1 Byte A |
|||
Dirección |
PLC ESCLAVO |
PLC MAESTRO |
Dirección |
||
r Y i |
^ |
A |
|||
ft |
|||||
'% |
|||||
J |
|||||
■■-/ |
% |
||||
/ |
ÁREA DE ENTRADA
I
ÁREA DE SALIDA
Q
46
CRODE Mérida
Anexos
Tipos de datos del STEP 7-200
Tipo de dato |
Tamaño (Bits) |
Descripción |
Margen |
Ejemplo |
BOOLEANO |
1 |
Valor booleano |
|
V0.0 (identificador de área, formato bit, dirección) |
BYTE |
8 |
Byte sin signo |
|
VB0 (identificador de área, formato byte, dirección ) |
WORD |
16 |
Entero sin signo |
|
VW0 (identificar de área, formato Word, dirección) |
INT |
16 |
Entero con signo |
|
VW0 (identificar de área, formato Word, dirección) |
DWORD |
32 |
Entero doble sin signo |
|
VD0 (identificar de área, formato DWord, dirección) |
DINT |
32 |
Entero doble sin signo |
+231-1 |
VD0 (identificar de área, formato DWord, dirección) |
REAL |
32 |
Valor de 32 bits en como flotante |
|
VD0 (identificar de área, formato DWord, dirección) |
CRODE Mérida
47
Automatización de procesos con PLC
Bibliografía
Siemens, Sistema de automatización Siemens S7-200, 6ES7298-8FA01-8DH0
Balcells Josep, Autómatas Programables, Alfa Omega, 1998 Romera, J Pedro, Automatización, Paraninfo, Madrid 2001
48
CRODE Mérida
CENTRO REGIONAL DE OPTIMIZACIóN
Y DESARROLLO DE EQUIPO
Manual
Cap 1. Datos preliminares de los autómatas programables
Cap 2. Programación del autómata SIEMENS S7-200
1
3
Automatización de
Cap 3.Software de programación del autómata S7-200 9
procesos con PLC
Cap 4.Operaciones del autómata S7-200
15
Cap 5.Diseño de programas en GRAFCET
21
Cap 6.Visualizador de textos TD200 SIEMENS
29
Cap 7.Comunicación Industrial
33
Cap 8.Intercambio de datos entre el PLC y programas de computo 37
Anexos
39
Calle 28 s/n x 13 Ampliación Ciudad Industrial. CP 97288 Mérida Yucatán México. Depto. Diseño y Desarrollo de Equipo Tel. (999) 9-46-16-63 y 9-46-16-64 Ext. 115. jmaster04@yahoo.com.mx www.crodemerida.edu.mx V.4 Abril-2008
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