CURSO BASICO SIMATIC S7S7-200 -200
CIA CONSULTORIAS INDUSTRIALES EN AUTOMATIZACION
¿Qué es un PLC? Los PLC (Controladores Lógicos Programables) son un f orm ma a especial de cco ontrolador basado basado en un r. microprocesador. Poseen un memoria progra amable mable p pa ara almace almacenar instrucciones para realizar t areas t ales ales como como:: secuencias, t empo emporizacione es, s, cco ont eo, eo, e o, o, arimetricas, icas, manipulación de dat os, os, y comunicaciones.
¿Qué es un PLC? Los PLC (Controladores Lógicos Programables) son un f orm ma a especial de cco ontrolador basado basado en un r. microprocesador. Poseen un memoria progra amable mable p pa ara almace almacenar instrucciones para realizar t areas t ales ales como como:: secuencias, t empo emporizacione es, s, cco ont eo, eo, e o, o, arimetricas, icas, manipulación de dat os, os, y comunicaciones.
¿Qué es un PLC? Los PLCs son ut ilizados ilizados para el control de maquinas y procesos industriales.
Principio de Operación Un PLC consist e básicament e de dos seccio nes: Unidad central de proceso Int erf aces de entrada y salida
Principio de Operación La unidad central de procesamient o (CPU) cont iene el microprocesador que int erpret a las señales de entrada y lleva a la salida la acción de control, de acuerdo con el programa almacenado en la memoria de programa
Principio de Operación Las entradas y salidas del PLCs proveen de una int erf az entre el sist ema y el mundo ext erior, permit iendo la conexión de disposit ivos de entrada como sensores y disposi disposit ivos de salida como mot ores y solenoides entre otros. Los canales de entrada y salida proveen un aislamient o y funciones de acondicionamient o de señal para que los sensores y actuadores pueden ser conect ados direct ament e sin la necesidad de otros circuit os. Para el asilamient o eléctrico se ut ilizan opt ocopladores.
Principio de Operación Niveles de vol t aje de entrada El rango de las entradas es variable dependiendo del t amaño del PLC, por ejemplo 5 V, V, 24 V, V, 110 V V y 240 V. Para el S7-200 CPU CPU224 224 solo t iene t ipo de nivel de 24 V V.
Principio de Operación Niveles de salida La unidad de salida será digit al con un nivel de 5 V, V, sin embargo después del acondicionamient o de señal con relés, transist ores o iacs, la salida del canal de salida puede ser 24 24V, V, 100mA, 100mA, una triacs, señal pulsada, 110 110V, V, 1 A A a.c., entre otras. Para el S7-200 CPU 224 solo t iene un t ipo de salida en relé. é. Sin embargo con módulos de expansión el rango de salidas puede ser de otros t ipos.
Modulo de expansión Unidad CPU
+
Módulo de expansión
Conector S7--22x S7
EM 277
CP 243--1 243
CP 243--1 IT 243
CP 243--2 243
EM 241
Tipos de módulos de expansión Digitales
Analógicos
8 E DC
8 E AC
16 E DC
Medicón de temperatura
4 E (0(0-20 mA)
Tecnológicos
2 S (0(0-20 mA)
4E/1S
Termopar (4 E) Sondas T (2 E)
osicionamiento
Comunicación
(ESCLAVO) Ethernet
Internet
4 S DCC- 5A
4 S Relé 10A
8 S DC - 0,75 A
ROFIBUS DP
P
AS--Interface AS
(MAESTRO)
8 S AC 0,5 0,5 A
8 S Relé 2 A A
4 E DC / 4 S DC
4 E DC/ 4 S Relé
8 E DC / 8 S DC
8 E DC / 8 S Relé
16 E DC / 16 S DC
16 E DC / 16 S Relé
Modem analógico
Caract erí st icas del PLC S7S7-200 Características:
CPU 221
CPU 222
CPU 224
CPU 226
CPU 226XM
Entradas/Salidas integradas
6ED /4SD
8ED /6SD
14ED /10SD
24ED /16SD
24ED /16SD
-
2
7
7
7
10
78
168
248
248
-
8/4/10
28/14/35
28/14/35
28/14/35
4KB/2KB
4KB/2KB
8KB/5KB
8KB/5KB
16KB/10KB
0,37 µs
0,37 µs
0,37 µs
0,37 µs
0,37 µs
Módulos expansión máx. Entradas y salidas máx. Canales analógicos (E/S/máx) Memoria de programa Tiempo de ejecución bits/contadores/tempor.
256/256/256 256/256/256
256/256/256 256/256/256
256/256/256
Contadores rápidos
4 x 30 kHz
4 x 30 kHz
6 x 30 kHz
6 x 30 kHz
6 x 30 kHz
Reloj de tiempo real
Opcional
Opcional
Integrado
Integrado
Integrado
Salidas de pulsos
2 x 20 kHz
2 x 20 kHz
2 x 20 kHz
2 x 20 kHz
2 x 20 kHz
Interfaces
1x RS-485
1x RS-485
1x RS-485
2x RS-485
2x RS-485
1
1
2
2
2
Potenciómetro analógico
Caract erí st icas del PLC S7S7-200 E/S integradas con LEDs de estado CPU status LEDs Potenciómetro analógico
Interface de comunicación Terminales de conexión extraibles (224, 226)
Cierre para carril DIN normalizado
Lenguaje de Programación Los lenguajes gráf icos y t extuales def inidos en el est ándar IEC 1131 1131--3 (Int ernat ional Electrot echnical Commission) para la programación de PLC son: Diagrama ladder (LAD) List a de instrucciones (IL) Funciones secuenciales graf icas (SFC) Text o estructurado (ST) Diagrama de bloques de funciones (FBD)
Lenguaje de Programación Los lenguajes ut ilizados por Siemens del est ándar IEC para la programación de sus PLC son: Lenguaje de cont act os (KOP) (KOP):: es que mas similitudes t iene con un electricist a al elaborar cuadros de aut omat ismos. Lenguaje por list a de instrucciones (AWL): (AWL): consist e en elaborar una list a de instrucciones. Plano de funciones lógicas (FUP) (FUP):: ut iliza la simbologí a usada al trabajar con circuit os de puert as lógicas. pa-Transición. Graf cet : llamando graf ico de orden Et apan. Diseñado para resolver problemas de aut omat ismo secuenciales.
Lenguaje de Programación
Lenguaje de Programación Cont act o de cont act or
Instrucción en el PLC co n su función correspondient e Pude ser la entrada del PLC
Puede ser la Salida del PLC
Lenguaje de Programación Para direccionar las entradas y las salidas del PLC, el aut ómat a ut iliza un dist int ivo I para denominar las entradas (en algunos lenguajes E) Q para denominar las salidas (en algunos lenguajes A) Just o con el dist int ivo de entrada ada o salida aparece el parámetro 0.4, 1.2, 4.7 El parámetro consist e en una combinación: 0. (numero del byt e) 4 (numero del bit )
Lenguaje de Programación Instrucción de control Una instrucción de control const ituye la menor unidad dentro de un programa de usuario PLC. Una instrucción const a de una operación y un operando
Lenguaje de Programación Operando El operando de una instrucción (aquí la entrada 0.0) incluye la inf ormación necesaria para una instrucción de control. El operando const a de ident if icador de operando y de un parámetro.
Lenguaje de Programación
Lenguaje de Programación Primer ejercicio: Act ivar las salidas Q0.0 y Q0.2, cuando se act iven los los suiches conect ados en las entradas I0.0 y I0.3 del PLC
Una vez realizado el p rograma se procede a su compilació n para asegurarnos de que no exist en errores.
Simulación del aut ómat a Exist e la posibilidad de visualizar el desarrollo del programa a través del Micro Win y de est e modo modo depurar y perf eccionar el código código elaborado. Est o es posible mediant e la opción est ado del programa.
Simulación del aut ómat a Se plant ea un problema en el programa ant erior, en el hecho de que no permit e simular el programa diseñado a no ser que conect emos un aut ómat a. Para solucionar est e problema ut ilizaremos un paquet e adicional de simulación que nos permit e probar nuestros diseños sin necesidad de t ener un PLC. A cont inuación se det allan los pasos a seguir. r.
Simulación del aut óma ómat a Una ve vez vez di dise dis ise seña eñado ñad ña do do y co comp mpililad ado o el progra ama, ma, lo lo guardaremos como un archivo con ext ensión .MWP con el nombre que le indique emos, mos, p po or ejemplo primero.mwp
Simulación del aut óma ómat a El simulador solo acept a archivos con ext ensión AWL, .AWL, por ello una vez vez guardad dado, o, deb debe erem emos os ex expo port ar el progra ama ma pa para conseguir el arcchivo hivo cco on dicha ext ensión. n.
Simulación del aut óma ómat a Una vez ejecut emos emos el simulador debemos presionar la ecla ESC (escape) para habilit ar sus funciones. t ecla
Simulación del aut ómat a Ant es de cargar el programa debemos conf igurar correct ament e el t ipo de aut ómat a, en est e caso la CPU 224.
Simulación del aut ómat a Ahora ya podemos podemos cargar el programa que queremos simular, debemos t ener en cuent a la versión del Micro Win ut ilizada.
Simulación del aut ómat a Una vez seleccionado y abiert o el programa a simular, aparecerá un mensaje de error, lo ignoramos porque se ha cargado correct ament e.
Simulación del aut ómat a Finalment e ya solo queda poner RUN en el simulador y comenzar la depuración del programa.
Ejercicios de aplicación Transf ormar los siguient es ejercicios a la lógica programada que es capaz de int erpret ar el aut ómat a Circuit o en puent e simple
Ejercicios de aplicación Circuit o puent e complicado
Ejercicios de aplicación Circuit o con diodos
Ejercicios de aplicación Conmut ador
Temporización Dentro de la t emporización t enemos tres t ipos de relojes: Temporizador de ret ardo a la conexión (TON) Temporizador de ret ardo a la conexión memorizado (TONR) Temporizador de ret ardo a la desconexión (TOF)
o ri iza zació ció n
T emp T emporizador
de retardo a la conexión y retardo a la co conexión nexión memorizado memo rizado..
el t ie mpoo al est ar ac ti v ada ada la entr ada da d e ha bili ta ció n (IN). Si el Cuent an o i gual ual al valo r d e presel ecció n (P T ), se ac ti v a valo r ac tu al (T xxx) xxx) es mayo r o el bi t d e temp tempo ri zació n (bi t T ). Cua nd o está o la entr ada da d e ha bili ta ció n está en ell ca so d esco nec ta da , el valo r ac tu al se bo rr a en o d el tempo r izado r d e o a a la la co nexió n. En cam bio , se co nserva en ret ar d o en el tempo ri zado r d e ret ar d o aa la la co nexió n m emo r izado. zado . Éste úl ti mo si rve pa r a acumula r va r io s p er íodo s d e t ie mpo mpo d e la entr ada en al d el tempo ri zado r en ON. Pa r a bo rr ar e l valo r ac tu al d e ret ar d oo a a la la co nexió n m emo ri zado se ut iliza liza la la op er ació n po ner a 0 (Reset) Reset ).
Temporización La resolución de los t emporizadores est a det erminada por el numero r. del t emporizador.
El máximo valor de preselección (PT) es: 32767 (ent ero con signo). No se pueden compart ir números iguales para los t emporizadores TOF y TON. Por ejemplo, no puede haber t ant o un TON T32 como un TOF T32.
Temporización Ejemplo del t emporizador con ret ardo a la conexión
Temporización Ejemplo del t emporizador con ret ardo a la conexión memorizado
Temporización Temporizad or d e retard o a l a d esconexión
Se util iza para retard ar l a puesta esta a 0 d e una sal id a durante un perí od o d eterminad o t ras habers e d es activad o una ent rad a (IN). Cuand o l a ent rad a d e habil itación s e activa (IN), el bit d e temporización s e activa (ON) inmed iatame nte y el val or act uall s e pone a 0. Cuand o l a ent rad a s e d es activa (OFF), el temporizad or cuenta has ta que el tiempo t rans currid o al cance el n. Una vez al canzad o és te, el bit d e temporización s e val or d e pres el ección. d es activa (OFF) (OFF) y el val or act uall d etiene el contaje. Si l a ent rad a es tá d es activad a (OFF) durante un tiempo inf erior al val or d e pres el ección, el bit d e temporización permanece activad o (ON) (ON). Para que l a ope operación TOF comie nce a contar s e d ebe producir un cambio d e ON a OFF.
Temporización Ejemplo del t emporizador con ret ardo a la desconexión
Diagrama de conexiones Para realizar el mont aje fí sico de las conexiones sobre el PLC es necesario hacer una dist inción entre el borneo de entradas y el borneo de salidas. Borneo de entradas:
Entradas a la CPU :14x24 Vc Vc.c.
Diagrama de conexiones Borneo de sal idas:
Sal idas de l a CPU: 10 sal idas en relé
Ejercicios de aplicación El siguient e ejercicio consist e en controlar el inicio, parada y sent ido de giro de un mot or de DC. El mont aje es el siguient e:
Ejercicios de aplicación Esquema de actuación del mont aje r. El Con el int errupt or S0 se pone en marcha el mot or. int errupt or S1 permit e cambiar el sent ido de giro del mot or
Ejercicios de aplicación Modif icar el programa como muestra el esquemát ico e insert ar un ret ardo a la conexión
Cuando se act ive la entrada E0.3 (S (S3 3) deberá arrancarse una t emporización de 1s de duración. n. Solo cuando t ermine dicha t emporización deberá conect arse las salida 0.0 y con ello ponerse en marcha el mot or. r.
Oper ac i ones SIMATIC OPERACIONES LOGICAS CON BITs Asig n ar La oper a ci ón Asig n ar (=) escr i be el n uevo va lor del bit de sa li da en la i mag en del proceso.
Operaciones SIMATIC OPERACIONES LOGICAS CON BITs Poner a 1, Poner a 0 (N bits) Las operaciones Poner a 1 (S) y Poner a 0 (R) activan ( ponen a 1) o desactivan ( ponen a 0) el número indicado de E/S ( N) a partir de la dirección indicada ( bit). Es posible activar o desactiva desactivar un número de ent radas y salidas ( E/S) comprendido ent re 1 y 255.
Op er acio nes SIMATIC OPERACIONES LOGICAS CON BITs Detect etect ar f la nco po si ti vo y D etect ar f la nco nega ti vo D vo y Detect
Ell co nt ac t o D etect ar f la nco o po si ti vo (P) p ermi te que la co rr ie la co nte ci rcul e dur an te unn cciclo iclo ca da v ez que se p r od uc e unn cca a mbio de 0 a 1 (de o ff" a o n") .Ell co nt ac to
D etect ar f la nco nega ti vo (N) p ermi te que la cco o rr i ente ci rcul e dur an te unn cciclo iclo ca daa v ez que se p ro duc e un n cca a mbio de 1 a 0 (de o n" a o ff").
Operaciones SIMATIC Ejemplo de det ección por f lanco negat ivo
Operaciones SIMATIC Ahora se hará una descripción del jjuego de operaciones simat ic para los sist emas de aut omat ización S7-200 MARCAS Las marcas se ut ilizan, como como la memoria de una calc calculadora de bolsillo, para guardar result ados int ermedios. En PLCs PLCs,, las marcas se ut ilizan como salidas salidas;; su ef ect o es similar a los relés o cont act ores auxiliares ut ilizados lizados en la técnica convencional. Una marca puede ut ilizarse t odas las veces que se desee como cont act o NA o NC. El cont enido de marcas est á inmediat ament e disponible (en el mismo ciclo) para las combinaciones siguient es. Las marcas se ut ilizan cuando el result ado int ermedio de un segment o debe procesarse e n otros segment os (como sumas parciales al s umar a mano números) o para guardar est ados sucesivos evaluados.
Operaciones SIMATIC Al Al ig igual que las entradas y salidas, jjunt o con el ident if icador de operando necesit a de un parámetro. Ést e t iene exact ament e la misma estructura que las entradas y salidas salidas::
La CPU 224 t iene un área de marcas de la M0.0 a M31.7
Operaciones SIMATIC MARCAS ESPECIALES Las marcas especiales (SM) ofrecen una serie de funciones de est ado y control. Sirven para int ercambiar inf ormaciones entre la CPU y el programa, ama, pudiéndose ut ilizar en f ormat o de bit s, byt es, palabras o palabras dobles. AA co cont inuación se present an algunas marcas especiales:: especiales
Operaciones SIMATIC Ejemplo de ut ilización de marcas
Hacer el diagrama de cont act os para que las salidas de Q0.0 a Q0.2 enciendan de manera secuencial cuando se pulse la entrada I0.0
Ejercicios de aplicación Se desea desea encender una lámpara conect ada a la salida Q0.5 t an pront o como se apriet e brevement e el p ulsador S1 conect ado a la entrada I0.0. Si se act iva nuevament e S1(I0 (I0.0), Q0.5 deberá desact ivarse y apagarse así la lámpara. Cada vez que se act ive el pulsador S1 deberá invert irse el est ado de Q0.5 En est e caso se trat a de un t ipo de circuit o denominado Tele Telerrupt or o biest able por impulso de corrient e
Acceder a los dat os del S7S7-200 El S7-200 almacena inf ormación en dif erent es áreas de la memoria que t ienen direcciones uní vocas. Es posible indicar explí cit ament e la dirección a la que se desea desea r. El programa puede acceder ent onces acceder. n. La siguient e t abla direct ament e a la inf ormación. muestra el rango de números ent eros represent ables en diversos t amaños de dat os.
Memoria de variables La memoria de variables (memo ria V) V) se puede ut ilizar para deposit ar los result ados int ermedios calculados por las operaciones en el programa. La memoria V V t ambién permit e almacenar otros dat os q ue pert enezcan al proceso o a la t area actuales.
Memoria de variables Rangos de direcciones de la memoria de la CPU STEP 7 7Mic Micro/WIN ident if ica el modelo de CPU CPU cuando se ejecut a cualquier operación de comunicación con la misma. Al Al ccrear el programa, se deberá t ener en cuent a que t ant o las entradas y salidas como las áreas de memoria que se hayan introducido sean válidas para la CPU donde se desea cargar el programa.
Ut ilizar const ant es Las const ant es se pueden ut ilizar en numerosas operaciones del S7-200. Pueden ser valores de byt es, palabras o palabras dobles. El S7-200 almacena t odas las const ant es como números binarios que se pueden represent ar en f ormat o decimal, hexadecimal, ASCII, ASCII, o bien como números reales (en coma f lot ant e)
Memoria de variables Por ejemplo queremos guardar el numero 1, -123 y 2,4 en la memoria de dat os
Advert encia: No se puede ut ilizar una misma misma dirección de memoria para dos t ipos de dat os dif erent es.
Memoria de variables Ejemplo: Ingresar un valor a la entrada del PLC y sumarle 58 58,, el result ado enviarlo a salida del PLC PLC::
Realizar sumas, rest as, divisiones y mult iplicaciones ut ilizando byt es, ent eros y reales
Cont adores La operación Increment ar cont ador (CTU) empieza a cont ar adelant e a part ir del valor actual cuando se produce un f lanco posit ivo en la entrada de cont aje adelant e CU. Si el valor actual (Cxxx) Cxxx) es mayor o igual al valor de preselección (PV), se act iva el bit de cont aje (Cxxx) Cxxx). El cont ador se inicializa cuando se act iva la entrada de desact ivación (R) o al ejecut arse la operación Poner a 0. El cont ador se det iene cuando el valor de cont aje alcance el valor lí mit e superior (32.767 767)). Rangos de cont aje: je: Cxxx Cxxx=C =C0 0 hast a C255
Cont adores Ejemplo de un cont ador ascendent e
Cont adores La operación Decrement ar cont ador (CTD) empieza a cont ar atrás a part ir del valor actual cuando se produce un f lanco negat ivo en la entrada de cont aje atrás CD. Si el valor actual Cxxx es igual a cero, se act iva el bit de cont aje (Cxxx Cxxx)). El cont ador desact iva el bit de cont aje (Cxxx) Cxxx) y carga el valor actual con el valor de preselección (PV) cuando se act iva la entrada de carga (LD). El cont ador se det iene cuando alcanza el valor "0" y el bit de t emporización Cxxx se act iva. Rangos de cont aje: je: Cxxx Cxxx=C =C0 0 hast a C255
Cont adores Ejemplo de un cont ador descendent e
