Siemens_S7-300_2016

2017

PLC Siemens S7-300 con Step7 Programación básica Fundamentos de programación básica de Simatic S7-300 con Step 7

Roberto Álvarez Sindín IES Antonio José Cavanilles. Alicante Curso: 2016/2017

Contenido 01. 02. 03. 04. 05. 06. 07.

08. 09. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30.

Autómata S7-300 compacto ................................................................ ........................................................... 1 Elementos de trabajo ............................................................... ............................................................... ....... 2 Ciclo de trabajo (SCAN) ............................................................ ............................................................... ....... 3 Lenguajes de programación ................................................................ ........................................................... 5 Software de programación ....................................................... ............................................................... ....... 6 Estructura de la memoria del s7-300 ............................................................. .............................................. 16 Tipos de datos y visualización ............................................................. ......................................................... 17 07.1 Marcas de memoria ................................................................. ......................................................... 17 07.2 Entradas y salidas .......................................................... ............................................................... ..... 17 07.3 Declaración de símbolos .......................................................... ......................................................... 18 07.4 Declaración de variables .......................................................... ......................................................... 19 Creación de funciones (FC) o plantillas .......................................................... .............................................. 21 Operaciones con bits. Registro de estado ................................................................ .................................... 22 SET y RESET .......................................................... .............................................................. ........................... 23 Flancos ascendente (P) y descendente (N).......................................... ......................................................... 27 Operaciones de temporización ........................................................... ......................................................... 28 Byte de marcas. Generador de pulsos: ........................................................... .............................................. 32 Remanencia en el Step7. .......................................................... ............................................................... ..... 36 Plantillas que contienen temporizadores ....................................................... .............................................. 37 Modulo de organización OB100 (Modulo de Arranque) .............................................................. ................ 39 Contadores .......................................................... .............................................................. ........................... 42 Temporizadores y contadores IEC ....................................................... ......................................................... 44 Operaciones de salto ................................................................ ............................................................... ..... 48 Movimiento y transferencia de datos ............................................................ .............................................. 52 Comparaciones ............................................................... .............................................................. ................ 58 Operaciones lógicas entre palabras o dobles palabras. ............................................................... ................ 61 Operaciones aritméticas con números enteros ........................................................ ................................... 62 Operaciones aritméticas con números reales en coma flotante....................................... ........................... 64 Operaciones de desplazamiento y rotación .............................................................. ................................... 65 Operaciones de control de programa. ........................................................... .............................................. 68 Bloques de datos (DB). ............................................................. ............................................................... ..... 70 Bloques de organización (OB). ............................................................ ......................................................... 75 Fecha y hora en Step7. Uso del OB10, OB35 y RTC ........................................................... ........................... 82 Uso de señales analógicas en Siemens S7 300 .......................................................... ................................... 91 Bornero y cableado de las E/S analógicas integradas en la CPU 313C/314C-2. ........................................... 91 Representación de los principales valores de medida ................................................................................. 92 Configuración de las entradas / salidas analógicas integradas en Step7. ......................... ........................... 98 Uso de las señales analógicas en programa ........................................ ......................................................... 99 Función SCALE (escalado de una entrada analógica) a nalógica) .............................................................................. ... 101 Función UNSCALE (desescalado de una salida analógica) .......................................................................... 102 Ejemplo: Consigna de máximo y mínimo de una entrada analógica. ...................................................... ... 103

Documentación de referencia: Grupo trabajo EDCAI EDCAI http://www.iespalauausit.com/edcai/html/indexcast.htm Blog de Íñigo Gútiez: Gútiez: http://programacionsiemens.com/ Web Siemens: Siemens: http://siemens.es/sce YouTube: https://www.youtube.com/playlist?list=PL6w-_JQPzf2EdJkV9_-IVwaxtgbsddp1V

Este trabajo se distribuye bajo licencia Creative Commons BY-NC-SA http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

01. Autómata S7-300 compacto

1. Ranura de Micro Memory Card con expulsor Estas CPU’s no traen memori as integradas, es imprescindible el uso de la Memory Card. 2. Indicadores de estado y de error. •

• • • • •

SF (rojo) Indicador de error de Hardware, fallo del firmware del equipo, instrucción de programa incorrecta, asignación de parámetros de sistema erróneos, errores aritméticos internos, errores de tiempo, Flash-Eprom externa errónea, fallo de la batería, fallo de acceso a la periferia (no para la periferia integrada en la CPU). BF (rojo) Error de bus DC5V (verde) Alimentación de 5 Voltios para CPU y para el bus S7-300, correcta. FRCE(amarillo) Petición de forzado permanente activo. RUN (verde) CPU en estado Run . STOP (amarillo) CPU en estado Stop.

3. Selector de modo de operación. • • •

RUN El autómata ejecuta el programa. STOP El autómata NO ejecuta el programa. MRES Borrado total del programa. Requiere una secuencia especial de operación

4. Interface Multipunto MPI • •

La interface MPI es el enlace entre la CPU y el ordenador (18´7 kb) o para comunicar una red MPI. La velocidad de transmisión es de 187’5 Kb,

5. Interface para Profibus DP •

Mediante este conector se puede conectar el autómata a una red profibus, ya sea como master o como esclavo. En caso de no disponer de este conector, habrá que utilizar una tarjeta de comunicaciones CP 342-5 acoplada a la CPU.

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6. Conexión Alimentación •

En estos bornes se realiza la alimentación de la CPU a 24 V DC que le será proporcionada por una fuente de alimentación normalmente enganchada al rack.

7. Entradas y Salidas integradas. •

Este autómata lleva integrado: 5 Entradas analógicas y 2 salidas analógicas. (configurables en tensión o intensidad). 24 E/D Entradas digitales, 8 en cada grupo (por defecto EB124, EB125 y EB126) 16 S/D Salidas digitales, 8 en cada grupo (por defecto AB124 y AB125). Las entradas de digitales pueden configurarse como entradas de interrupción. Si se configuran como entradas de alarma, no se utilizarán como a entradas normales. 2, 3 o 4 Contadores de alta velocidad (según el tipo de CPU) 1 Canal para posicionamiento (según el tipo de CPU).

•

La numeración de las entradas y de las salidas es configurable. Se puede cambiar su numeración.

02. Elementos de trabajo Los elementos de trabajo de estas CPU’s son los siguientes:

1. Marcas: •

MB0 a MB255 (2048 Marcas) por defecto las primeras 128 son remanentes (del MB0 al MB15), configurable en la CPU del PLC.

2. Contadores: •

Tiene 256 Contadores, del Z 0 al Z 255. Del Z 0 al Z 7 por defecto son con memoria. Su margen de contaje es de 0 a 999 s

3. Temporizadores: •

Tiene 256 Temporizadores, del T0 al T255. Por defecto no hay ninguno con memoria. Su margen de tiempo es de 10 ms. a 9990 segundos.

Nota: La remanencia de Marcas, Temporizadores y Contadores, se puede configurar. 4. Generadores de impulsos: •

Tiene un total de ocho generadores de impulsos. Se tienen que configurar en el área de Marcas y puede ser el byte de marcas que nosotros queramos. Normalmente configuraremos el último, el byte MB255.

5. Bloques OB: Son bloques de organización. Cada OB tiene una función determinada. El OB1 es el único bloque de ejecución cíclica. Es el que ejecuta la CPU sin que nadie le llame. Los demás OB´s tienen una función determinada. Se IES Cavanilles. Alicante

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ejecutan cuando les corresponda sin que nadie les llame desde ningún sitio del programa. Tenemos OB´s asociados a diferentes errores de la CPU, a alarmas, etc. Los principales disponibles: • • • • • • • •

OB1 Se ejecuta en cada lectura de programa ( Scan) OB10 Realiza una interrupción horaria. OB20 Realiza una interrupción de retardo. OB35 Se ejecuta cada 100 ms. OB40 Realiza una interrupción de proceso. (Entradas de alarmas, contaje) OB82 Se ejecuta cuando hay un error en Profibus o módulos con diagnóstico OB100 Se ejecuta cada vez que pasa el autómata de Stop a Run OB121 Se ejecuta cuando al ejecutar-se el programa se encuentra algún error.

6. Bloques FC: Son Funciones. Son trozos de programa que crea el usuario. Realizan una función determinada dentro del proyecto. Se ejecutan cuando se las llama desde algún punto de mi programa. Pueden ser parametrizables o no. Además de las FC´s creadas por el usuario, existen bibliotecas con funciones predefinidas SFC´s. Se utilizan exactamente igual, aunque no podemos entrar en ellas para ver la programación. •

Hay un total de 128, del FC0 al FC127

7. Bloques FB: Son Bloques de función. En principio funcionan igual que las FC. La diferencia está en que las FB se guardan la tabla de parámetros en un módulo de datos DB. Esto tiene dos ventajas. Una es que podemos acceder a los parámetros desde cualquier punto del programa. Otra es que cada vez que llamemos a la FB no es necesario que le demos todos los parámetros. Los parámetros que no rellenemos, se tomarán por defecto los últimos que hayamos utilizado. •

Hay un total de 128, del FB0 al FB127

8. Bloques de datos DB: Son Módulos de datos. En estos bloques no realizamos programa. Son áreas de memoria organizadas en tablas en las que guardamos datos. Luego podremos leerlos y escribir sobre ellos. •

Hay un total de 127, del DB1 al DB127 (el DB0 es de sistema y se reserva para él).

03. Ciclo de trabajo (SCAN) El programa principal será el OB1.

Dentro del OB1 se llamaran a otras funciones, bloques de funciones, etc. Esto es el anidamiento.


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El tiempo total del SCAN, depende de otros factores:

Por lo que Tz1 no es igual a Tz2. Para controlar el error producido por esta diferencia, aparece el Tiempo de Vigilancia.

Observe el Tiempo de RESERVA, para asegurar el correcto funcionamiento.


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04. Lenguajes de programación Por defecto en esta gama están disponibles 3 lenguajes de programación:

Adicionalmente se pueden instalar complementos que permiten además la programación en: SCL

Lenguaje de programación en texto estructurado, de acuerdo con la norma IEC. S7 Graph

Programación secuencial gráfica.


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05. Software de programación A los diferentes programas y entornos de programación de los PLC de la serie S7 300 se accede desde el Administrador Simatic. Los PLC posteriores al año 2007 se pueden programar mediante el nuevo paquete de programación TIA Portal. En este apartado nos referiremos exclusivamente a la programación con Step 7. Para crear un proyecto, se puede hacer de dos formas: • •

Siguiendo las instrucciones del asistente, haciendo la configuración del hardware de forma automática. Realizando de forma manual la configuración del hardware.


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Veamos cómo podemos crear un proyecto de forma manual.


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Tras la creación del programa pasamos a crear los Bloques de Organización y las Funciones


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Una vez realizado el programa lo cargamos en el autómata.


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A continuación pasamos a ver cómo funciona el Simulador.


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ejer1: Realizar el siguiente programa en lenguaje KOP. La CPU utilizada es 313C. Simular el programa. El nombre del proyecto será: Ejercicio1a

ejer2: Realizar el programa anterior pero cambiando los bits de entrada y salida, de tal forma que sean bits consecutivos a los anteriores. El nombre del proyecto será: Ejercicio1b. Simular el programa. Abrir los dos proyectos a la vez. Copiar el FC1 del Ejercicio1b al Ejercicio1a. Realiza los cambios necesarios para que el OB1 del Ejercico1a tenga dos FC, y que al simular obtengamos el resultado de ambos ejercicios.


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06. Estructura de la memoria del s7-300 La memoria del autómata está estructurada en las siguientes zonas: •

La memoria de carga: permite almacenar el programa de usuario sin asignación simbólica de operandos

o comentarios (éstos se almacenan en el disco duro del ordenador). La memoria de carga puede ser RAM o Flash-EPROM. En la memoria de carga se almacena no solo el programa sino también los datos del sistema. 

La memoria de trabajo (RAM integrada): contiene las partes del programa S7 relevantes para la

ejecución del programa. La ejecución del programa tiene lugar exclusivamente en el área correspondiente a las memorias de trabajo y del sistema. 

La memoria del sistema (RAM): contiene los elementos de memoria que cada CPU pone a disposición

del programa de usuario, tales como: la imagen de proceso de las entradas y salidas, marcas, temporizadores y contadores. Contiene además las pilas de bloques y de interrupción. La memoria del sistema de la CPU ofrece además una memoria temporal (pila de datos locales) asignada al programa para los datos locales del bloque llamado. Estos datos sólo tienen vigencia mientras esté activo el bloque correspondiente (la zona de la tabla de declaración de una OB, o una FC). Por lo tanto, nuestro programa tendrá un consumo de memoria de carga y otro de memoria de trabajo. En ninguno deberemos de superar la memoria de trabajo, ya que no es posible su ampliación, por lo que nos veremos obligados a cambiar de CPU. La memoria de carga sí que puede ser ampliada mediante Flash o RAM externas. El tamaño de la memoria de los diferentes autómatas que componen la serie S7 es el siguiente:

Para conocer la memoria que ocupa un programa, en el administrador de Step 7 seleccionamos un bloque de S7, y presionando el botón derecho accedemos a sus propiedades, que nos indicarán tanto el tamaño de la memoria de carga requerida por el mismo, como el de la memoria de trabajo. Para conocer cuánto nos ocupa todo el programa, incluyendo los datos de sistema, deberemos de seleccionar el subdirectorio bloques, y visualizar sus propiedades. Los datos de sistema, la carpeta SDB de nuestro proyecto, contienen la configuración Hardware del equipo, que hemos proyectado en Hardware de S7.


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07. Tipos de datos y visualización Los operandos de las instrucciones se componen de un dat o que puede ser de distintos tipos. Los tipos de datos estándar son:        

E entrada A salida M marca P periferia (acceso directo) L datos locales T temporizador Z contador DB módulo de datos

Cada uno de estos tipos se puede direccionar en 4 posibles modos (salvo T y Z):    

Por defecto: Bit. B: byte (8 bits). W: palabra (16 bits). D: palabra doble (32 bits).

07.1 Marcas de memoria Cuando realicemos nuestro programa y operemos a nivel de bit en operaciones lógicas (and, or, etc.) puede que nos aparezca la necesidad de almacenar el resultado lógico que tengamos en un determinado momento. Para ello disponemos de 256 marcas de memoria de 1 byte, es decir un total de 2048 marcas de 1 bit, que podemos direccionar como: Marcas M 0.0 a 255.7 Byte de marcas MB 0 a 255 Palabra de marcas MW0 a 254 Palabra doble de marcas MD0 a 252

07.2 Entradas y salidas Tal y como comentamos anteriormente, manejaremos una imagen de las entradas y las salidas. El número de e/s disponibles dependerá del tipo de CPU que empleemos, además de los módulos externos que tengamos conectados. Como máximo el autómata puede manejar hasta 65536 bytes para cada tipo de e/s. En cada caso podemos direccionar como: IMAGEN DEL PROCESO DE LAS ENTRADAS (PAE):    

Entrada E 0.0 a 65535.7 Byte de entrada EB 0 a 65535 Palabra de entrada EW0 a 65534 Palabra doble de entrada ED 0 a 65532

IMAGEN DEL PROCESO DE LAS SALIDAS (PAA):    

Salida A 0.0 A 65535.7 Byte de salida AB0 a 65535 Palabra de salida AW 0 a 65534 Palabra doble de salida AD 0 a 65532


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ENTRADAS EXTERNAS:   

Byte de entrada de la periferia PEB 0 a 65535 Palabra de entrada de la periferia PEW0 a 65534 Palabra doble de entrada de la periferia PED 0 a 65532

SALIDAS EXTERNAS:   

Byte de salida de la periferia PAB 0 a 65535 Palabra de salida de la periferia PAW0 a 65534 Palabra doble de salida de la periferia PAD 0 a 65532

07.3 Declaración de símbolos

Desde el administrador de SIMATIC seleccionar el programa, apareciendo la tabla de los símbolos.

Abrimos la tabla de símbolos y rellenamos los campos de: • •

Símbolo: nombre con el cual queremos identificar el elemento. Dirección: la dirección del elemento que vamos a identificar.

Desde el editor podremos visualizar la representación simbólica o no.


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07.4 Declaración de variables


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ejer3: Realizar el siguiente fragmento de programa, sustituyendo los grupos de contactos (OR, AND) por marcas. Utilizar la tabla de símbolos y asignar los bits de entrada y salida como “inx” o “outx”, siendo x el bit. Dar de alta las marcas en la tabla de variables y visualizar el estado de estas.


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08. Creación de funciones (FC) o plantillas Cuando un proceso se repite o simplemente es una forma habitual que tenemos para resolver un problema, podemos utilizar las FC. En primer lugar creamos una FC, como en los casos anteriores, pero ahora hay que añadir en el “Interface” de la función, unas etiquetas.

En el siguiente ejemplo utilizamos t res etiquetas, dos en el apartado de “IN”: “paro” y “marcha”. Y la otra en “OUT”: “motor”. Y a continuación escribiremos el fragmento de programa, utilizando dichas

etiquetas.

El signo “#” lo pone el editor de forma automática. El siguiente paso será insertar nuestra función (FC3), en el OB1. Tendremos que asignar los bits de entrada y el de salida.


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Utilizar el simulador o el PLC para comprobar el funcionamiento.

ejer4: Crear una función (FC1) en la que se realice el siguiente programa: El sentido del pasillo es el marcado por la flecha. Cuando la fotocélula A detecta una presencia, enciende la lámpara 1 y el ventilador. Cuando la fotocélula B detecte presencia. Apagará la lámpara 1 y encenderá la lámpara 2. Finalmente la fotocélula C apagará todo el sistema. Crear la plantilla FC2, en la que esté el pulsador de marcha y el de paro de todo el sistema. Utilizar una marca como salida de la plantilla FC2, para controlar el sistema.

09. Operaciones con bits. Registro de estado Las operaciones lógicas con bits interpretan los estados de señal 1 y 0, y los combinan de acuerdo con la lógica de Boole. Estas combinaciones producen un 1 ó un 0 como resultado y se denominan “resultado lógico” (RLO). El valor del RLO se puede leer en el Registro de Estado, que está en la memoria de la CPU. En el Registro de Estado hay mas bits que pueden ser direccionados en el operando de las operaciones lógicas con bits y con palabras. La estructura del Registro de Estado: 15

…

8

7

6

5

4

3

2

1

0

RB

A1

A0

OV

OS

OR

STA

RLO

/ER

Inversor---|NOT|--- (invertir resultado lógico) invierte el bit RLO.

La salida A125.0 es "0" si: El estado en la entrada E 125.0 es "1" O el estado en E125.1 Y E125.2 es "1". Conector ---( # )--- es un elemento intercalado que cumple una función de asignación; el conector almacena el RLO actual (el estado de señal del flujo de corriente) en el que se haya especificado. Si se conecta en serie con otros elementos, la operación ---( # )--- se inserta igual que un contacto.


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El conector nunca debe conectarse a una barra de alimentación, ni colocarse directamente detrás de una rama, y tampoco debe emplearse como final de una rama. Se puede crear la negación del conector anteponiéndole el elemento ---|NOT|--- (invertir el resultado lógico).

Guardar ---(SAVE) (Cargar resultado lógico (RLO) en registro RB) almacena el RLO en el bit del resultado binario (RB) de la palabra de estado. La operación SAVE resulta especialmente útil antes de salir de un bloque, permite añadir un tratamiento de error a continuación del bloque.

10. SET y RESET Las instrucciones SET y RESET son instrucciones de memoria. Si programamos un SET de una salida o de una marca con unas condiciones, se activará cuando se cumplan dichas condiciones. Aunque las condiciones dejen de cumplirse, no se desactivará hasta que se haga un RESET de la salida o marca.


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Estas instrucciones tienen prioridad. Dependen del orden en que las programemos. Siempre tendrá la prioridad más alta la última que programemos. Explicación: Existen dos registros internos que se llaman PAE (imagen de proceso de entradas) y PAA (imagen de proceso de salidas). Antes de ejecutarse el OB1, se hace una copia de las entradas reales en la PAE. Durante la ejecución del OB1, el PLC no accede a la periferia real para hacer sus consultas, lo que hace en realidad es acceder a este registro interno. Este registro se refresca cada vez que comienza un nuevo ciclo de scan. Según se van ejecutando las instrucciones, el PLC no accede a las salidas reales para activarlas o desactivarlas. Accede al registro interno PAA y pone “0” o “1”. Sólo cuando termina cada ciclo de scan accede realmente a las salidas.

Entonces lo que hace es copiar lo que hay en la PAA en las salidas reales. En nuestro caso, si hacemos un SET y un RESET dentro del mismo ciclo de scan, al final de cada ciclo hará efecto lo último que hayamos programado. En el siguiente ejemplo nunca se producirá el SET de la marca M0.0

Utilización de los Flip-flop: RS o SR:

El funcionamiento básico es el mismo para las dos: Te niendo el valor de “1” en la entrada de Set y “0” en la entrada de Reset, el operando de la bascula toma el valor de “1”. Pero si tiene el valor de “0” en la entrada de Set y “1” en la entrada de Reset, el operando de la bascula toma el valor de “0”.

En el caso de que tanto la entrada de Set y Reset, sean de “0”, el valor del operando no varia. La diferencia está en el caso de que ambas entradas tengan el valor de “1”, en tal caso el operando tendrá el valor de “1” en la R-S y de “0” en la S-R.


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Utilización de FC de la librería:

En el Step7 hay una serie de librerías (funciones encapsuladas o plantillas) con las que podemos optimizar el código de nuestros programas. En concreto existen la FC82 y FC83. Funcionamiento: Función 83 (Set): Al poner un 1 en EN, se ponen a Set a N elementos a partir de S_BIT (En este caso se activaran las salidas A124.0, A124.1, A124.2 y A124.3. Cuando pongamos un 1 en EN, si la función se ejecuta correctamente, tendremos un 1 en ENO. Función 82 (Reset): Al poner un 1 en EN, se ponen a Reset a N elementos a partir de S_BIT (En este caso se desactivaran las salidas A124.0, A124.1, A124.2 y A124.3. Cuando pongamos un 1 en EN, si la función se ejecuta correctamente, tendremos un 1 en ENO.

Utilizando el simulador o el PLC para comprobar las dos funciones

Ejer5: GRÚA PUENTE (ojo utilizar plantillas, marcas y símbolos) El ejercicio consiste en realizar el programa control de una grúa puente mediante un autómata. La grúa puente está instalada en una planta de manipulación de bloques de mármol. Mediante unos carriles instalados en el techo, la grúa puente puede desplazar los bloques de mármol en las cuatro direcciones: Norte, Sur, Este y Oeste. También se puede controlar la altura del gancho desde donde se enganchan los bloques de mármol.

Apartado A: 

Desde un mando controlaremos los movimientos de la grúa puente. Los pulsadores del mando están conectados a las siguientes entradas del autómata: 1) 2) 3) 4)

Entrada PUL_N, la grúa puente se desplazara hacia el norte. Entrada PUL_S, la grúa puente se desplazara hacia el sur. Entrada PUL_E, la grúa puente se desplazara hacia el este. Entrada PUL_O, la grúa puente se desplazara hacia el oeste.


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

Cuando el operario de la grúa puente deje de pulsar, la grúa puente se detiene.



Nunca se podrá desplazar la grúa puente en dos direcciones a la vez.



Para controlar el motor (M1) que produce el desplazamiento de norte-sur y el motor (M2) que produce el desplazamiento de este-oeste. Se utilizan las siguientes salidas del autómata: 1) 2) 3) 4)



Salida M1_N , accionara el contactor que produce un sentido de giro en el motor M1, que realiza el desplazamiento de la grúa puente en la dirección norte. Salida M1_S , accionara el contactor que produce un sentido de giro en el motor moto r M1, que re aliza el desplazamiento de la grúa puente en la dirección sur. Salida M2_E , accionara el contactor que produce un sentido de giro en el motor moto r M2, que reali za el desplazamiento de la grúa puente en la dirección este. Salida M2_O , accionara el contactor que produce un sentido de giro en el motor M2, que reali za el desplazamiento de la grúa puente en la dirección oeste.

Para asegurar que la grúa puente no sobrepasa los limites del área de trabajo (se puede variar) se han instalado unos finales de carrera que detectaran que la grúa puente ha llegado al limite. Se conectaran a las siguientes entradas del autómata: 1) 2) 3) 4)



Entrada FC_N , detecta la llegada al límite en l a dirección norte. Entrada FC_S , detecta la llegada al límite en la dirección sur. Entrada FC_E , detecta la llegada al límite e n la dirección este. Entrada FC_O , detecta la llegada al límite en l a dirección oeste.

En el momento que el final de carrera detecte que la grúa puente ha llegado al limite del área de trabajo, la grúa puente se detiene. No pudiendo desplazarse en esa dirección aunque el operario accione el correspondiente pulsador

Apartado B: 

En el mando de la grúa puente hay dos pulsadores que controlan la subida o bajada del gancho. Si el operario deja de pulsar, el gancho no se detendrá. Con el accionamiento de otro pulsador se detiene el gancho sea cual sea su movimiento. Los pulsadores del mando están conectados a las siguientes entradas del autómata: 1) 2) 3)



Entrada PUL_A, el gancho se desplazara hacia arriba. Entrada PUL_B, el gancho se desplazara hacia abajo. Entrada PUL_P, el gancho se para.

Para controlar el motor (M3) que produce el desplazamiento de subir-bajar. Se utilizan las siguientes salidas del autómata: 1) 2)



Salida M3_A , accionara el contactor que produce un sentido de giro en el motor M3, que realiza el desplazamiento del gancho hacia arriba. Salida M3_B , accionara el contactor que produce un sentido de giro en el motor M3, que realiza el desplazamiento del gancho hacia abajo.

Para asegurar que el gancho no sobrepasa los límites del carrete, se han instalado unos finales de carrera que detectaran los extremos del carrete. Se conectaran a las siguientes entradas del autómata: 1) 2)

Entrada FC_A , detecta la llegada al límite de subida. Entrada FC_B , detecta la llegada al límite de bajada.


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11. Flancos ascendente (P) y descendente (N) Un flanco de un elemento, convierte una señal continua en un pulso de 1 Scan de duración (1 lectura de programa) Flanco positivo (ascendente, manda el pulso cuando la señal pasa de 0 a 1):

Cuando activo de forma constante la E124.0, hacemos que la salida A124.0 funcione durante 1 Scan cuando la entrada E124.0 pasa de 0 a 1 (sube). Flanco negativo (descendente, manda el pulso cuando la señal pasa de 1 a 0):

Cuando desactivamos la E124.0, hacemos que la salida A124.1 funcione durante 1 Scan cuando la entrada E124.0 pasa de 1 a 0 (baja). Nota: Tanto el flanco positivo, como el negativo, deben de ir acompañados de una marca que no se puede

repetir.

Ejemplos de aplicaciones:

A. En el primer y segundo segmento, hemos creado un telerruptor. Cada vez que accionemos el E124.0 provocaremos que la salida A124.0 cambie de estado. Razonar el circuito. B. En el tercer y cuarto segmento, condicionamos el funcionamiento de la salida A124.2 a seguir un orden de conexión de entradas concreto. Primero debemos accionar la E124.3 y a continuación la E124.2. En caso de hacerlo al revés, la salida no funcionara. Razonar el circuito.


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12. Operaciones de temporización Los temporizadores tienen un área reservada en la memoria de la CPU. Esta área de memoria reserva una palabra de 16 bits para cada operando de temporizador. La programación con KOP asiste 256 temporizadores. El temporizador se activa por la entrada “S”, decrementando el valor de temporización en una unidad y en el

intervalo indicado por la base de tiempo hasta alcanzar el valor 0. El valor de temporización se puede cargar en los formatos binario, hexadecimal o decimal codificado en binario (BCD). Para cargar un valor de temporización redefinido, se observarán las siguientes reglas sintácticas. El valor de temporización se puede cargar en cualquiera de los siguientes formatos: 

W#16#wxyz siendo:

w= la base de tiempo (es decir, intervalo de tiempo o resolución). xyz = el valor de temporización en formato BCD. Base de tiempos y código respectivo: 10 ms 0 100 ms 1 1s 2 10 s 3 Ejemplo: L W#16#210 Esto introduce un valor de 10 y lo multiplica por 1 segundos, luego tendremos 10 segundos de temporización. 

S5T#aH _bM _cS _dMS siendo: H (horas), M (minutos), S (segundos), MS (milisegundos); a, b, c, d los define el usuario La base de tiempo se selecciona automáticamente y el valor de temporización se redondea al próximo número inferior con esa base de tiempo. Ejemplos: S5TIME#

Por cada temporizador se reserva una palabra (16 bits). El valor de tiempo puede estar en un rango de 10 ms a 9.990s (2 horas, 46 minutos y 30 segundos). Los valores no deben exceder 2H_46M_30S. Los valores con un margen o una resolución demasiado grandes (p. ej. 2H_10MS) se redondean de tal forma que correspondan a la tabla para el margen y la resolución. El S7-300 ofrece tres opciones para el retardo de tiempo: 

S_EVERZ (SE) Temporizador de retardo a la conexión. La señal de salida es 1 solamente si ha finalizado el tiempo programado y la señal de entrada sigue siendo 1.


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



S_SEVERZ (SS) Temporizador de retardo a la conexión memorizado. La señal de salida cambia de 0 a 1 solamente si ha finalizado el tiempo programado, independientemente del tiempo en que la señal de entrada esté a 1.

S_AVERZ (SA) Temporizador de retardo a la desconexión. La señal de salida es 1 cuando la señal de entrada es 1 o cuando el temporizador está en marcha. El temporizador arranca cuando la señal de entrada cambia de 1 a 0.

Así como dos opciones de temporización por impulso: 

S_IMPULS (SI) Temporizador de impulso. El tiempo máximo que la señal de salida permanece a 1 corresponde al valor de temporización t programado. La señal de salida permanece a 1 durante un tiempo inferior si la señal de entrada cambia a 0.


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

S_VIMP (SV) Temporizador de impulso prolongado. La señal de salida permanece a 1 durante el tiempo programado, independientemente del tiempo en que la señal de entrada esté a 1.

Los organigramas para facilitar la elección de un temporizador:

Veamos cada una de ellos: S_IMPULS (SI). Arranca el temporizador indicado cuando hay un flanco creciente en la entrada de arranque S.

El temporizador funciona mientras el estado de señal en la entrada S sea "1", pero como máximo durante el tiempo indicado por el valor de temporización en la entrada TW. El estado de señal en la salida Q es "1" mientras que funcione el temporizador. Si el estado de señal en la entrada S cambia de "1" a "0" antes de transcurrir el intervalo de tiempo, el temporizador se para. En este caso el estado de señal en la salida Q es "0". El temporizador se pone a 0 si la entrada de desactivación R del temporizador se pone a "1" mientras funciona el temporizador. El valor de temporización actual y la base de


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tiempo también se ponen a 0. Un "1" en la entrada R del temporizador no tiene efecto alguno si el temporizador no está en marcha. S_VIMP (SV). Arranca el temporizador indicado cuando hay un flanco creciente en la entrada de arranque S. El

temporizador continúa en marcha durante el tiempo predeterminado, indicado en la entrada TW, aunque el estado de señal en la entrada S se ponga a "0" antes de haber transcurrido el intervalo de tiempo. El estado de señal en la salida Q es "1" mientras el temporizador esté en marcha. El temporizador vuelve a arrancar con el valor de temporización predeterminado si el estado de señal en la entrada S cambia de "0" a "1" mientras está en marcha el temporizador. El temporizador se pone a “0” si la entrada de desactivación R del temporizador se

pone a "1" mientras el temporizador está funcionando. El valor de temporización actual y la base de tiempo se ponen a “0”. El valor de temporización actual queda depositado en las salidas DUAL y DEZ. El valor de temporización en la salida DUAL está en código binario, el valor en la salida DEZ está en formato decimal codificado en binario. El valor de temporización actual equivale al valor inicial de TW menos el valor de temporización que ha transcurrido desde el arranque del temporizador. S_EVERZ (SE). Arranca el temporizador indicado cuando hay un flanco creciente en la entrada de arranque S. El

temporizador continúa en marcha con el valor de temporización indicado en la entrada TW mientras el estado de señal en la entrada S sea positivo. El estado de señal en la salida Q será "1" si el tiempo ha transcurrido sin que se produjeran errores y si el estado de señal en la entrada S es "1". Si el estado de señal en la entrada S cambia de "1" a "0" mientras está en marcha el temporizador, éste se para. En este caso, el estado de señal en la salida Q será "0". El temporizador se pone a 0 si la entrada de desactivación R del temporizador se pone a "1" mientras funciona el temporizador. El valor de temporización y la base de tiempo se ponen a 0. Entonces el estado de señal en la salida Q es "0". El temporizador también se pone a 0 si en la entrada de desactivación R el valor es "1", mientras el temporizador no está en marcha y el RLO en la entrada S es "1". El valor de temporización actual queda depositado en las salidas DUAL y DEZ. El valor de temporización en la salida DUAL está en código binario, el valor en la salida DEZ está en formato decimal codificado en binario. El valor de temporización actual equivale al valor inicial de TW menos el valor de temporización que ha transcurrido desde el arranque del temporizador. S_SEVERZ (SS). Arranca el temporizador indicado cuando hay un flanco creciente en la entrada de arranque S.

Para arrancar un temporizador tiene que producirse necesariamente un cambio de señal. El temporizador continúa en marcha con el valor de temporización indicado en la entrada TW aunque el estado de señal en la entrada S se ponga a "0" antes de que haya transcurrido el tiempo. El estado de señal en la salida Q será "1" si ha transcurrido el tiempo, independientemente del estado de señal que tenga la entrada S. El temporizador vuelve a arrancar con el valor de temporización indicado si el estado de señal en la entrada S cambia de "0" a "1" mientras el temporizador está en marcha. El temporizador se pone a 0 si la entrada de desactivación R del temporizador se pone a "1", independientemente del RLO en la entrada S. Entonces el estado de señal en la salida Q es "0". El valor de temporización actual queda depositado en las salidas DUAL y DEZ. El valor de temporización en la salida DUAL está en código binario, el valor en la salida DEZ está en formato decimal codificado en binario. El valor de temporización actual equivale al valor inicial de TW menos el valor de temporización que ha transcurrido desde el arranque del temporizador. S_AVERZ (SA). Arranca el temporizador indicado cuando hay un flanco decreciente en la entrada de arranque

S. Para arrancar un temporizador tiene que producirse necesariamente un cambio de señal. El estado de señal en la salida Q será "1" si el estado de señal en la entrada S es "1", y también mientras el temporizador esté en marcha. El temporizador se para si el estado de señal en la entrada S cambia de "0" a "1" mientras el IES Cavanilles. Alicante

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temporizador está en marcha. El temporizador sólo vuelve a arrancar si el estado de señal en la entrada S vuelve a cambiar de "1" a "0". El temporizador se pone a 0 si la entrada de desactivación R se pone a "1" mientras el temporizador está en marcha. El valor de temporización actual queda depositado en las salidas DUAL y DEZ. El valor de temporización en la salida DUAL está en código binario, el valor en la salida DEZ está en formato decimal codificado en binario. El valor de temporización actual equivale al valor inicial de TW menos el valor de temporización que ha transcurrido desde el arranque del temporizador.

Instrucciones de Bit para Temporizadores Con el fin de ahorrar instrucciones, es posible utilizar los temporizadores en forma de bobina si no se desea utilizar todas las entradas y salidas disponibles en las cajas de temporización. De la misma forma, se puede consultar el valor binario de cualquiera de ellos como si de una entrada se tratara.

13. Byte de marcas. Generador de pulsos: Los generadores de impulsos (que se pueden configurar en la CPU), son elementos preprogramados que cambian de 1 a 0 con una frecuencia determinada. Para poder trabajar con estos elementos, se deben de configurar. Procedimiento: Administrador Equipo Simatic 300, seleccionar Hardware, y doble pulsación con el ratón.

Seleccionamos la CPU313C, y doble pulsación con el ratón.


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Seleccionar la pestaña “Ciclo/Marca de ciclo” Activar la casilla “Marca de ciclo” y poner el byte de marca que

queramos MB255. Ojo, se ha de compilar y guardar, y a continuación transferir al autómata. Nota: Podemos poner el byte de marcas que queramos del 0 al 255. Por comodidad ponemos el MB255 ya que

al ser el último no corremos el riesgo de equivocarnos y utilizarlo de forma simultánea para otra cosa.

Podremos trabajar con los siguientes generadores de impulsos: M255.0 M255.1 M255.2 M255.3 M255.4 M255.5 M255.6 M255.7

0.05 seg. 0.1 Seg. 0.2 Seg. 0.25 Seg. 0.4 Seg. 0.5 Seg. 0.8 Seg. 1 Seg.

On On On On On On On On

0.05 Seg. Off 0.1 Seg. Off 0.2 Seg. Off 0.25 Seg. Off 0.4 Seg. Off 0.5 Seg. Off 0.8 Seg. Off 1 Seg. Off

Realizar el siguiente fragmento de programa para comprobar el funcionamiento.


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Ejer6: CALDERA El ejercicio consiste en utilizar una instalación convencional de una caldera de calefacción y mejorar el rendimiento de la caldera (alargar la vida de la instalación) y optimizar el ahorro de energía. El autómata controla el encendido y apagado de la caldera a través de su entrada de control, a la que normalmente se le conecta el único termostato de una instalación. Esta entrada es conocida como “entrada del termostato ambiente”. Es una entrada libr e de tensión. Cuando se conecta la caldera, esta realiza dos funciones básicas:

1) Calentar el agua que circulara por los radiadores, provocando el calentamiento de la vivienda. 2) Activar una bomba de agua que es la encargada de generar la presión necesaria para facilitar el recorrido de agua caliente por todo el circuito. La caldera solo está encendida cuando una o más válvulas están abiertas, permitiendo de este modo la recirculación del circuito de agua, evitando de este modo la sobre presión. El autómata recibe la información de la temperatura de cada zona mediante los contactos libres de tensión de los termostatos. Cuando un termostato detecta una temperatura más baja de la que tiene programada cierra el contacto. Hay que tener en cuenta las siguientes temporizaciones: 



Si no hay ninguna válvula abierta y la caldera esta apagada, cuando un termostato indica la falta de temperatura en su zona, el autómata abrirá de forma instantánea la válvula correspondiente, pero la caldera será conectada tras pasar 10 segundos. Este retardo protege a la instalación de una posible sobre presión. La sobre presión es producida por la lentitud con la que se abren las válvulas, pudiendo darse el caso de estar entregando presión la caldera al circuito y no estar abierta ninguna válvula. En una instalación sin autómata se soluciona añadiendo en el circuito una válvula de seguridad, que puede facilitar la circulación si se alcanzara una presión elevada en la instalación. En el caso de tener la caldera conectada con una o más válvulas abiertas y los termostatos detectan la sobre temperatura en sus zonas, el autómata no desconectará la caldera y las válvulas al mismo tiempo. Cuando el último de los termostatos indique al autómata que no necesita de más temperatura en su zona el autómata apagara en primer lugar la caldera y tras una temporización de 15 segundos desconectara la última de las válvulas.


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Generador de impulsos programable con dos Temporizadores. Utilizando dos temporizadores con retardo a la conexión SE, se construye un generador de señal programable, y añadiendo otra salida obtenemos un generador de impulsos programable.

La representación gráfica seria:

Para el caso de utilizar solo el generador de impulsos, el siguiente ejemplo se realiza con un solo contador.

La representación gráfica seria:

Para poder ver con el simulador el funcionamiento de del generador de impulsos, seleccionaremos el modo “Ciclo individual”, y ejecutamos el programa “Ciclo a ciclo”.


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En el Temporizador, podemos elegir la escala, que ha de ser menor que el tiempo seleccionado. Nos aparece de forma automática el numero de pasos que se han de producir hasta que el temporizador decremente su valor. También tenemos la opción de resetear el contador.

14. Remanencia en el Step7. Determina que bits de marcas , temporizadores y contadores mantendrán su valor si se detiene el autómata. Por defecto vienen seleccionados unos valores, pero puede configurarse en la CPU. Administrador Equipo Simatic 300, seleccionar Hardware, y doble pulsación con el ratón.

Seleccionamos la CPU313C, y doble pulsación con el ratón.

Seleccionar la pestaña “Remanencia”.

Solo podemos escribir una cantidad, y estas determinaran las marcas, temporizadores y contadores a partir de 0. Ojo, se ha de compilar y guardar, y a continuación transferir al autómata. IES Cavanilles. Alicante

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15. Plantillas que contienen temporizadores Vamos a realizar una plantilla del último ejemplo que hemos visto: Primero declaramos en las entradas del Interface de la FC1, tres elementos:   

Activar, de tipo Bool, para la entrada del PLC. Tempo, de tipo Timer, para el temporizador del PLC. Tiempo, de tipo S5Time, para el tiempo del temporizador.

Y en salida del Interface de la FC1, un elemento: Salida, de tipo Bool para la salida del PLC. A Continuación escribimos el programa:

Observar, como se ha insertado el Temporizador SE.


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Cuando insertamos el FC1, en el OB1, nos queda como sigue:

Al completar los campos vacíos, nos quedaría:

En el caso de que la plantilla la tengamos que utilizar posteriormente y no queramos modificar el contenido, la podemos “guardar con protección contra escritura”. Si la depositamos en el mismo proyecto, nos pedirá que

cambiemos de nombre, por ejemplo FC101.

Reloj de pulsos X segundos a ON e Y segundos a OFF


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La función insertada en el OB1 y una vez cumplimentada con los datos necesarios

Al activarse la entrada E124.0, la salida A124.0 permanecerá 1s (T1) a ON y 2s (T2) a OFF

16. Modulo de organización OB100 (Modulo de Arranque) Este OB, se ejecuta 1 vez durante 1 Scan cuando el autómata pasa de STOP a RUN. El OB100 se ejecuta antes que el OB1. Al OB100 NO hay que llamarlo desde ningún otro módulo, pues se ejecuta de manera automática, pero recuerda que hay que cargarlo a la CPU. Solo puede haber un OB100, cuando se tenga que realizar varios acciones, se Irán añadiendo. No se podrá leer entradas en la OB100, se deben referenciar con marcas. Para crear el OB100: Insertar nuevo objeto -> Bloque de organización -> seleccionar OB100

Ejer7: Control de pérdida de energía. Tenemos un proceso con dos estados de funcionamiento automático / manual. La selección de la manera de funcionamiento la haremos mediante el selector conectado a la entrada E124.5 (1=AUTOMATICO, 0=MANUAL).

Funcionamiento Automático: Al accionar el pulsador E124.0, se activa la salida A124.0 (electroválvula) y la salida A124.7 (Piloto) funciona de forma intermitente lento. Al cabo de 15 segundos de funcionar, se desconectan las salida A124.0 y A124.7. Quedando a la espera de una nueva pulsación.

Funcionamiento Manual: Mientras mantengamos accionado el pulsador E124.0, se activa la salida A124.0 (electroválvula) y la salida A124.7 (Piloto) funciona de forma intermitente rápido. Al dejar el pulsador E124.0. las salidas se de sconectan.


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En el caso de estar en modo automático y no se ha terminado el tiempo de 15 segundos, y se produjera un corte del suministro energético, el PLC al iniciar un nuevo arranque el piloto permanecerá activo, y no se podrá producir una nueva temporización, hasta que no pasemos a modo manual y volvamos al modo automático. Para la realización del ejercicio se ha de usar una función para cada tipo de funcionamiento (manual/automático) y sólo podremos utilizar remanencias en marcas.

Solución propuesta:

Definir en el HW la marca de ciclo en el Byte M255 M255.0 M255.1 M255.2 M255.3 M255.4 M255.5 M255.6 M255.7

Bit 0.05 s a ON y 0.05 s a OFF Bit 0.1 s a ON y 0.1 s a OFF Bit 0.2 s a ON y 0.2 s a OFF Bit 0.25 s a ON y 0.25 s a OFF Bit 0.4 s a ON y 0.4 s a OFF Bit 0.5 s a ON y 0.5 s a OFF Bit 0.8 s a ON y 0.8 s a OFF Bit 1 s a ON y 1 s a OFF

La condición de reinicio en el OB100

OB1 Bloque principal


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17. Contadores En la CPU 3xx, hay un total de 256 contadores. Por defecto del contador 0 al contador 7, tienen memoria (si queremos configurarlos de forma diferente, actuar igual que con las marcas remanentes y los temporizadores). Existen contadores ascendentes, descendentes y ascendentes/descendentes. Se verá sólo el tercero al ser los otros dos una particularización de éste. Los elementos con los que se puede trabajar con un contador son los siguientes:        

Contaje hacia arriba (ZV). Contaje hacia abajo (ZR). Carga del valor de preselección (SZ). Valor de preselección (ZW) estará entre 0 y 999. ejemplo: C#25, el valor es 25. Puesta a cero del valor del contador (R). Conexión a salida (Q). Carga del valor del contador en binario (DUAL). Carga del valor en BCD (DEZ).

El valor al que se inicializa el contador viene dado por el dato asociado a la entrada ZW. El contador se inicializa a este valor y estará preparado para contar cuando se produzca un flanco de subida en el valor lógico asociado a la entrada S. Una vez activado el contador, ZV y ZR incrementan y decrementan, respectivamente, la cuenta cuando el valor lógico conectado a su entrada pasa de 0 a 1. La puesta a cero del contador se puede forzar anticipadamente con un flanco de subida en la entrada R. Con las salidas DUAL y DEZ se puede conocer el valor actual de la cuenta, tanto como número entero como en código BCD. Finalmente la salida Q estará a 1 desde que se activa el contador y mientras el valor de la cuenta sea distinto de 0, y estará a 0 antes de activarlo, después de resetearlo, o desde el momento en que la cuenta llega a cero. En este caso, para activar de nuevo el contador, será necesario un flanco de subida en S. IMPORTANTE : En Q tendremos un 1 siempre que el valor del contador sea superior a 0.


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También podemos acceder por separado.

Ejer8: Control de piezas en una cinta transportadora Tenemos una cinta transportadora que llena de piezas una caja. El operario pone en marcha el proceso mediante el selector E124.0, al accionar el pulsador E124.1 carga el valor de preselección, esto provoca que la cinta A124.0 se ponga en marcha al instante. Hay un detector de piezas E124.7 que cuenta las piezas que pasan. Cuando ha contado las piezas preseleccionadas (el contador llega a 0), se para la cinta y se pone en marcha de forma intermitente el zumbador A124.7. El operario retira entonces la caja llena, pone una caja vacía y acciona de nuevo el pulsador E124.1 y el ciclo comienza de nuevo.


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18. Temporizadores y contadores IEC En la serie S7-300, aparte de los contadores y temporizadores tradicionales, también están disponibles 3 temporizadores y 3 contadores en formato IEC, a los que accederemos a través de la biblioteca de funciones estándar, en la ruta ‘Librerías > Standard Library > System Function Blocks ’. Al tratarse de bloques de función (SFB), tendremos que obligatoriamente llevarán asociado un bloque de datos (DB) , que deberemos indicar al introducir la función o se creará de forma automática (si no existe). Contadores IEC en S7-300 SFB0 (CTU) Contador UP

CU R PV Q CV

Entrada de contaje (UP) Reset de contador Valor de preselección Salida (1 cuando alcanza o supera el valor PV) Valor actual de contaje

SFB1 (CTD) Contador DOWN

CD

Entrada de contaje (DOWN)

LOAD Entrada de carga

PV Q CV

Valor de preselección Salida (1 cuando alcanza el valor 0 o inferior) Valor actual de contaje

SFB2 (CTUD) Contador UP/DOWN

CU CD R

Entrada de contaje (UP) Entrada de contaje (DOWN) Reset de contador LOAD Entrada de carga PV Valor de preselección QU Salida (1 cuando alcanza o supera el valor PV) QD Salida (1 cuando alcanza el valor 0 o inferior) CV Valor actual de contaje

Ejemplo

Realizar el ejemplo del lateral, creando 3 contadores, uno de cada tipo en una FC, a los que se asocirá una DB de instancia a cada uno de ellos en los que almacenar los datos de contaje. Comprobar, con el PLC o con el simulador, como se comportan las salidas en cada uno de los casos y las prioridades en caso de actuar simultáneamente sobre más de una extrada de activación. Los contadores IEC utilizan una palabra (16 bits) para almacenar el valor en entero (INT), por lo que tomarán valores entre -32768 y 32767.


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Los temporizadores IEC utilizan el tipo de dato TIME, que es un entero con signo de 32 bits (Doble Word), en unidades de 1 ms. El rango de tiempo admisible será de – T#24D_20H_31M_23S_648MS hasta + T#24D_20H_31M_23S_647MS . Temporizadores IEC en S7-300 SFB3 (TP) Temporizador Impulso

IN PT Q ET

Entrada activación Valor de preselección Salida Valor actual de temporización Cronograma TP

SFB4 (TON) Retardo a la conexión

IN PT Q ET

Entrada activación Valor de preselección Salida Valor actual de temporización Cronograma TON

SFB5 (TOF) Retardo a desconexión

IN PT Q ET

Entrada activación Valor de preselección Salida Valor actual de temporización Cronograma TOF

Ejemplo

Realizar el ejemplo del lateral, creando 3 temporizadores, uno de cada tipo en una FC, a los que se asocirá una DB de instancia a cada uno de ellos en los que almacenar los datos de contaje. Comprobar, con el PLC o con el simulador, como se comportan las salidas en cada uno de los casos.

Observa lo que sucede en cada uno de los contadores si la entrada de activación se mantiene permanentemente activa o se activa mediante un impulso o flanco.

La necesidad de un bloque de datos de instancia para cada temporizador o contador IEC, hace que normalmente no se utilicen de forma individual, sino que se integren en un bloque de función (FB). Dentro del FB definiremos todos los temporizadores o contadores que necesitemos en esa parte del programa y almacenaremos sus datos en un único DB de instancia asociado a ese bloque de función. IES Cavanilles. Alicante

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Desde el Administrador crearemos un nuevo bloque de función:

Una vez creado, lo editaremos creando las variables tipo STAT dentro del bloque, haciendo referencia al tipo de objeto que usaremos, mediante el número de SFB (lo podemos ver a través de la biblioteca). Esto es, SFB0 para un contador CTU, SFB1 para un contador CTD, SFB2 para un contador CTUD, SFB03 para un temporizador de impulso TP, SFB4 para un temporizador TON y SFB5 para un temporizador TOF. En este ejemplo introducimos 3 temporizadores, uno de cada tipo. Si revisamos la estructura creada, veremos que para cada temporizador se han creado las variables correspondientes del temporizador, se han asignado al tipo de dato (BOOL, INT, REAL…) y al tipo de variable IN, OUT, IN/OUT…

Para utilizarlos dentro del FB navegaremos hasta la biblioteca Multiintancias y los seleccionaremos desde allí para incluirlos en el programa, completando los datos necesarios para activar los contadores. Completaremos los datos de activación de los temporizadores y haremos la llamada al bloque de función desde el OB1, que nos solicitará una DB en la que almacenar los datos.


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FB1

OB1

Tener en cuenta que NO se puede llamar más de una vez a cada uno de los temporizadores, pero sí que se pueden crear tantos temporizadores como necesitemos y estarán todos en un único bloque de función y en una única DB. Comentar también que es posible hacer una FB parametrizable con temporizadores IEC, de forma que al ser llamada indiquemos los bits o valores que nos pudieran interesar. Por ejemplo, si queremos poder modificar los tiempos para cada uno de los temporizadores del ejercicio anterior, crearemos 3 variables de entrada de tipo TIME y las asociaremos a las entradas PT de cada uno de ellos. Ahora al hacer la llamada al bloque (que hemos rebautizado como FB10 y al que asociamos su DB10 de instancia) desde el OB1, nos pedirá que insertemos los 3 tiempos asociados a cada temporizador.


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19. Operaciones de salto Los saltos a meta, son saltos condicionales. Se han de definir con un inicio (JMP) y un final (LABEL). Las etiquetas de las metas, están compuestas por cuatro caracteres de los cuales al menos 1 tiene que ser una letra. Ha de coincidir (Mayúsculas o minúsculas) la etiqueta del salto y la etiqueta de la meta.

Existen dos tipos de saltos: JMP Realiza el salto cuando delante de JMP tengamos un 1. JMPN Realiza el salto siempre que delante de JMPN tengamos un 0. Estas instrucciones nos sirven para saltar a trozos de programa que se encuentren dentro del mismo bloque en el que nos encontramos. Con estas instrucciones no podemos ir de un bloque a otro . Nos sirven para todo tipo de bloques de programación. Debemos tener en cuenta que cuando realizamos un salto, dejamos de ejecutar las líneas de programa que saltamos, por tanto si había algo en marcha, continuará en marcha y no se podrá parar hasta que se vuelvan a ejecutar estas instrucciones. Puede haber varios inicios hacia sus destinos.


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Puede haber varios inicios hacia un mismo destino. Conseguimos una zona de evaluación y otra de ejecución. Esta estructura se podría calificar como “pasante”.

Puede haber bucles, pero no son una buena solución de programación:


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En el anterior fragmento de programa podremos ver dos casos diferentes: 



En el instante de pasar a modo RUN, activamos E125.0, E125.1 y E125.2. En ese instante se activara la salida A124.0 y el temporizador a la conexión T0, iniciara la temporización. El programa permanecerá en un “bucle finito”, hasta que el T0 alcance su temporización, instante en el que se producirá la salida del bucle y la salida A124.2 se activara, recordar que la entrada E125.2 ya se había activado. En el instante de pasar a modo RUN, activamos solo E125.0 y E125.2. En ese instante se activara la salida A124.0. El programa permanecerá en un “bucle infinito”. Tras superar el tiempo máximo

programado del ciclo de SCAN, el PLC pasara a modo de STOP, indicando con el LED SF del frontal, que se ha producido un error de Hardware o Software. Cuando se produce un error de Hardware o Software, el sistema operativo llama a un bloque de organización, el OB80, siempre y cuando se halla cargado al PLC (el OB121 será llamado entonces si falta un bloque). Veamos una posible solución al problema anterior.


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Y en el OB80, escribiremos:

La explicación es como sigue: IES Cavanilles. Alicante

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En el instante de pasar a modo RUN, activamos solo E125.0 y E125.2. En ese instante se activara la salida A124.0. El programa permanecerá en un “bucle infinito”. Tras superar el tiempo máximo programado del ciclo

de SCAN, el PLC llama a la función OB80, ya que ha sido cargada. En ese instante el LED SF del frontal se activa un instante, indicando que se ha producido un error de Hardware o Software. Como con la función OB80 se activa un bit que facilitara la salida del bucle “infinito”, al terminar la OB80 y volver a ejecutarse la OB1, se soluciona el problema, el PLC seguirá en modo RUN y el LED SF se apagara. Ojo: la mejor solución es el evitar utilizar estructuras de programa que provoquen “bucles”. La estructura ideal es la de estructura “pasante”.

20. Movimiento y transferencia de datos Tenemos 3 formatos de representación numérica: Binario, BCD y Hexadecimal.

Tenemos 3 formatos o tamaños de números: Entero (INT), doble entero (DINT) y real (REAL). ENTERO: Los números enteros se denominan como I (de Integer ).

Un número entero es un número binario de 16 bits que tiene como signo el bit más significativo. Límite: Nº positivos: 32767 (El 0 se considera positivo) Nº negativos: -32768 DOBLE ENTERO: Los números dobles enteros se denominan como D. Son números binarios de 32 bits. Límite: Nº positivos: 2 147 483 647 (El 0 se considera positivo) Nº negativos: -2 147 483 648 REALES: Los números reales se denominan como R. Son números binarios de 32 bits que constan de 2 partes: Mantisa : los 3 bytes. Exponente: el byte más alto. Limite: 3.402.823 e-38 a 3.402 823 e+38


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Se puede expresar de forma exponencial o como quebrados. Ejemplo:

4.83

El editor Step-7 lo pasa automáticamente a la forma exponencial: 4.830000e+00 Se redondea con exactitud hasta el 6 dígito. Ejemplo:

4780000000.0 = 4.780000e+10

El punto es obligatorio

Atendiendo a su tamaño, existen diversos tipos de datos con los que el STEP7 trabaja: 1 bit

1 byte (8 bits)

1 palabra(2 bytes, 16 bits)

2 palabras(4 bytes, 32 bits)

BOOL

BYTE

WORD

DWORD

Existen otros tipos de datos que reconoce el software de programación: 1 bit

1 byte (8 bits)

1 palabra(2 bytes)(16 bits)

2 palabras(4 bytes)(32 bits)

BOOL

BYTE

WORD

DWORD

INT

DINT

CHAR

DATE S5TIME REAL TIME TIME_OF_DAY En el modelo S7-300, tenemos 2048 bits de MARCAS, que se identificarían de la M0.0 a la M255.7, para poder operar bit a bit. Cuando se requiere operar en grupos de 8 bits = 1 byte, tendremos 256 grupos de 8 bits y se identifican como MB0 al MB255. También nos permiten agrupar estos 2048 bits en grupos de 16 bits y de 32 bits, identificados como MW y MD respectivamente. Veamos un ejemplo:


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En la siguiente tabla podemos ver como se agrupan: MB0

MB16 MW0

MB32 MW16

MB1

MW32

MB17

MB33

MD0 MB2

MD16 MB18

MW2

MW18

MB3

MW34

MB19

MB4

MB35

MB20 MW4

MB36 MW20

MB5

MW36

MB21

MB37

MD4 MB6

MD20 MB22

MW6

MW38

MB23

MB8

MB39

MB24 MW8

MB40 MW24

MB9

MW40

MB25

MB41

MD8 MB10

MD24 MB26

MW10

MD40 MB42

MW26

MB11

MW42

MB27

MB12

MB43

MB28 MW12

MB44 MW28

MB13

MW44

MB29

MB45

MD12

MD28 MB30

MW14 MB15

MD36 MB38

MW22

MB7

MB14

MD32 MB34

MD44 MB46

MW30 MB31

MW46 MB47

Luego tendremos 256 MB ó 128 MW ó 64 MD. La transferencia es utilizada para mover datos de una posición a otra. La función MOVE es ejecutada cuando tenemos un 1 en la entrada EN, entonces el valor que hay en IN es copiado en OUT. (El valor en IN permanece inalterable). En ENO tendremos un 1 si la función se ejecuta sin errores. Los formatos en IN y en OUT pueden ser de 8 ,16 y 32 bits. (Los formatos en IN y en OUT pueden ser Diferentes). Los valores a mover pueden ser: Eentrada:

EB, EW AB, AW Asalida: MB, MW Mmarca: P periferia (acceso directo) PEB, PEW L datos locales D palabra doble (32 bits). Constantes 25 (el valor esta en decimal)

Veamos un ejemplo de mover datos de un canal entero de entrada (8 bits) a un canal de salida (8 bits).


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Veamos en el simulador que valores se le han puesto en el canal de entrada

Para poder visualizar los valores, utilizaremos la tabla de variables y repetiremos la misma variable hasta tres veces, para poder ver el valor en Hexadecimal, Binario y Decimal.

En el siguiente ejemplo movemos tres constantes a unas variables de marca de distinto tamaño.


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Veamos en el simulador que valores se le han puesto en el canal.

Y en la tabla de variables veremos.

Cargar a un contador un valor a través de una marca: Ojo: Cuando se introduce el valor en la marca, se puede poner como “C#5” o “C#50”, y el Sept7 lo traduce directamente a Hexadecimal.


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Cargar a un temporizador un valor a través de una marca: Ojo: Cuando se introduce el valor en la marca, se especifica en formato de tiempo.


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21. Comparaciones Las operaciones comparan las entradas IN1 e IN2 según los tipos de comparación siguientes: == IN1 es igual a IN2 <> IN1 es diferente a IN2 > IN1 es mayor que IN2 < IN1 es menor que IN2 >= IN1 es mayor o igual a IN2 <= IN1 es menor o igual a IN2 Los valores a comparar pueden ser: Eentrada:

EW, ED AW, AD Asalida: MW, MD Mmarca: P periferia (acceso directo) PEW, PED L datos locales D palabra doble (32 bits). Constantes 25 (el valor esta en decimal) NOTA: Un comparador, actúa como un contacto en el que hay valor 1 cuando se cumple la comparación. Se dispone de tres grupos de operaciones de comparación: •

CMP Δ I

•

CMP Δ D CMP Δ R

•

Comparar enteros (16 Bit) Comparar enteros dobles (32 Bit) Comparar números en coma flotante

(El signo Δ es sustituido por una de las seis posibles comparaciones) Ejemplo de comparar: comprobar cuando es mayor el valor de “20” que e l del contador.

Ejer9: Realizar la comparación de cuando el valor de un temporizador a la conexión (SE), es mayor que un tiempo expresado en formato “S5T#xxS”. Utilizar como tiempo del SE = 20S, y el valor a compara de 10S.

Puedes usar la comparación con el valor absoluto o comparando los datos que hay en las palabra de marcas asociada al temporizador con otra palabra.


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Ejer10: Clave para abrir una cerradura: Para poder abrir una cerradura, debo de poner en MW0 el valor “1234”. Este valor seria introducid o por un

terminal de operador o por un SCADA. Luego para el ejercicio utilizaremos la entrada E125.0, para cargar en el MW0 el valor de “1234”.

Si al accionar el pulsador E124.0 y la clave es correcta, funcionara la cerradura (salida A124.0 activa) durante 5 segundos y borraremos la clave correcta del MW0, cargando un cero en MW0. Si nos equivocamos tres veces seguidas (tres pulsaciones en la entrada E124.0 y el valor del MW0 no es “1234”), se bloqueara la cerradura y funcionara una sirena (salida A124.7) de forma intermitente hasta que la paremos accionando el pulsador E124.0, habiendo colocando antes en MW0 el valor “9999”.

Programar en el OB100 la carga del valor del contador de fallos.

Solución propuesta:

OB100 Carga al arranque del PLC

OB1


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Ejercicio 10b Mejora: Hacer el programa necesario para que una vez se produzca algún fallo, demos un tiempo de 15 segundos para abrir la cerradura, en caso de no hacerlo, debe de activarse la alarma, se bloqueara la cerradura y funcionara una sirena (salida A124.7) de forma intermitente hasta que la paremos accionando el pulsador E124.0, habiendo colocando antes en MW0 el valor “9999”.


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22. Operaciones lógicas entre palabras o dobles palabras. Existen las operaciones con 16 bits (W) y las de 32 bits (DW). El funcionamiento es idéntico. Veamos las de 16 bits. Operación AND entre palabras WAND_W: La función WAND__W coge los 16 bits de IN1 y los 16 bits de IN2, realiza la operación AND (bit a bit) de los bits de la misma posición (dentro de su palabra) y el resultado lo envía a OUT. Habrá un 1 cuando ambos bits tengan valor 1.

Operación OR entre palabras WOR_W: La función WOR__W coge los 16 bits de IN1 y los 16 bits de IN2, realiza la operación OR (bit a bit) de los bits de la misma posición (dentro de su palabra) y el resultado lo envía a OUT. Habrá un 1 cuando alguno de los bits operados sea 1.

Operación OR exclusiva entre palabras WXOR_W: La función WXOR__W coge los 16 bits de IN1 y los 16 bits de IN2, realiza la operación OR exclusiva (bit a bit) de los bits de la misma posición (dentro de su palabra) y el resultado lo envía a OUT . (tendré un 1 cuando los bits de IN1 e IN2 sean diferentes).


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23. Operaciones aritméticas con números enteros Suma de números enteros: ADD_I suma los registros que tenga en IN1 e IN2 y envía el resultado a OUT. (OUT= IN1+IN2). En este ejemplo se suma 1 al valor de MW0 cada vez que se activa la E124.0 y el resultado se deposita nuevamente en MW0.

Ojo: para evitar que se incremente continuamente en cada ciclo de scan, se han de utilizar los Flancos.

Resta de números enteros: SUB_I resta los registros que tenga en IN1 e IN2 y envía el resultado a OUT. (OUT= IN1-IN2).

Multiplicación de números enteros: MUL_I multiplica los registros que tenga en IN1 e IN2 y envía el resultado a OUT. (OUT= IN1*IN2).

División de números enteros: DIV_I divide los registros que tenga en IN1 e IN2 y envía el resultado a OUT. (OUT= IN1/IN2).

La función MOD, recupera el resto de esa división (solo en dobles palabras). En cualquier de estas cuatro operaciones, el resultado ha de estar comprendido dentro de los limites de los números enteros. También tenemos las mismas operaciones en 32 bits: ADD_DI, SUB_DI, MUL_DI y DIV_DI

En caso de no ser así: • Se activa el bit de estado OV (desbordamiento). • El resultado obtenido en OUT NO será válido. • En ENO tendré un 0. Límites número enteros:

(16 bits): -32.768 a +32.767 (32 bits): -2.147.483.648 a +2.147.483.647

Ejemplo: Contador de horas de funcionamiento de un motor Cuando el motor haya funcionado durante 5000 horas, un indicador nos avisara para la realización de un mantenimiento preventivo.

Solución propuesta

El sistema se pone en marcha con la entrada E124.0, que activa el funcionamiento del motor A124.0 y se detiene con la entrada E124.1. Resetearemos el tiempo de funcionamiento del sistema con la entrada E124.2. Mediante un reloj de pulsos de 0,5s contaremos las horas (3600 segundos en MW0) que está el sistema en marcha. Estas horas las acumularemos en otro registro MW2. Con una comparación de MW2 con las horas previstas de mantenimiento activaremos la señal de aviso. IES Cavanilles. Alicante

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Ejercicio 11: Realizar las modificaciones necesarias para que una vez superado el límite de horas de funcionamiento nos avise cada hora, durante 1 minuto, de la necesidad de realizar el mantenimiento preventivo.


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24. Operaciones aritméticas con números reales en coma flotante. Los números de 32 bits en coma flotante pertenecen al tipo de datos denominado "REAL”. Las operaciones

aritméticas con números en coma flotante sirven para ejecutar las siguientes operaciones aritméticas con dos números en coma flotante de 32 bits: 







Suma de números reales: ADD_R suma los registros que tenga en IN1 e IN2 y envía el resultado a OUT. (OUT= IN1+IN2). Resta de números reales: SUB_R resta los registros que tenga en IN1 e IN2 y envía el resultado a OUT. (OUT= IN1-IN2). Multiplicación de números reales: MUL_R multiplica los registros que tenga en IN1 e IN2 y envía el resultado a OUT. (OUT= IN1*IN2). División de números reales: DIV_R divide los registros que tenga en IN1 e IN2 y envía el resultado a OUT. (OUT= IN1/IN2).



Raíz cuadrada: SQRT realiza la raíz cuadrada de IN y envía el resultado a OUT.



Elevar al cuadrado: SQR eleva al cuadrado el valor que hay en IN y envía el resultado a OUT.



Valor absoluto de un número: ABS toma el valor de IN (sea positivo o negativo) y lo envía a OUT siempre con signo positivo.



Calcular el logaritmo natural (LN).



Calcular el valor exponencial (EXP) en base e (= 2,71828...).



Calcular las funciones trigonométricas siguientes en un ángulo como número en coma flotante (32 bit) seno (SIN) y arcoseno (ASIN). coseno (COS) y arcocoseno (ACOS). tangente (TAN) y arcotangente (ATAN)

Ejemplo del cálculo del tanto por ciento.


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25. Operaciones de desplazamiento y rotación Las operaciones de desplazamiento sirven para desplazar bit a bit el contenido de la entrada IN, hacia la izquierda o hacia la derecha. El número que se introduce en el parámetro de entrada N indica el número de bits a desplazar. Las posiciones que quedan libres después de ejecutar la operación de desplazamiento se rellenan con ceros o, si es hacia la izquierda, y con el estado de señal del bit de signo (0 significa positivo y 1 significa negativo), si es hacia derechas. Se dispone de las operaciones de desplazamiento siguientes:      

SHR_I Desplazar entero a la derecha. SHR_DI Desplazar entero doble a la derecha. SHL_W Desplazar 16 bits a la izquierda. SHR_W Desplazar 16 bits a la derecha. SHL_DW Desplazar 32 bits a la izquierda. SHR_DW Desplazar 32 bits a la derecha.

Veamos un ejemplo de desplazamiento de un entero. SHR_I

Veamos otro ejemplo de desplazamiento de W a izquierda. SHL_W

Las operaciones de rotación sirven para rotar bit a bit todo el contenido de la entrada IN, hacia la izquierda o hacia la derecha. Las posiciones libres de los bits se rellenan con los estados de señal de los bits que se desplazan fuera de la entrada IN. El número que se introduce en el parámetro de entrada N indica el número de bits que se va a rotar. Se dispone de las siguientes operaciones de rotación: ROL_DW Rotar 32 bits a la izquierda. ROR_DW Rotar 32 bits a la derecha.


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Ejemplo: Registro de estado desplazable Veamos como desplazar un bit a lo largo de una palabra a modo de registro de desplazamiento usando la instrucción SHL_W y un reloj de pulsos de 1 segundo (0,5 s a ON y 0,5 s a OFF). El bit que se desplazará será el valor (0 ó 1) que tenga la entrada E124.0 y que este desplazamiento se muestre en los bytes de salida A124 y A125.

Activando el simulador, tendremos que el valor de la entrada E124.0 se trasladará a la salida A125.0 y se irá desplazando 1 bit hacia la izquierda cada segundo a lo largo de los Bytes de salidas 124 y 125.

Probar el funcionamiento del programa. IES Cavanilles. Alicante

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Ejercicio 12: Tren de pintura Queremos controlar el un túnel de pintura al que llegarán piezas de diferente tamaño a través de una cinta.

El sistema se pondrá en servicio con un pulsador de marcha (NA)(E124.1) que hará que se ponga en funcionamiento el motor de la cinta (A124.0). Como en la zona de pintura hay condiciones que inutilizarían inutil izarían los sensores, el control de la válvula de pintura (A124.1), la resistencia de secado (A124.2) y la ventilación (A124.3) se ha de hacer directamente con los pulsos del encoder (usar un bit de pulsos) del motor de la cinta. La cinta avanzará a velocidad rápida (usar pulsos de 1 segundo), en la parte inicial un sensor (NC)(E124.2) controlará la entrada de una pieza y la longitud de la misma. A los 9 pulsos de encoder desde la entrada de la l a pieza, se deberá activar la válvula de pintura y la velocidad de la cinta pasará de rápida a lenta (usar pulsos de 2 segundos), permaneciendo en esta situación hasta que se haya pintado completamente. A los15 pulsos del encoder desde la entrada, la pieza entrará en la zona de secado, donde una resistencia y un ventilador se activarán. Una vez completado el proceso (que haya pasado la pieza completa a pintar), la velocidad de la cinta volverá a ser rápida hasta que otra ot ra pieza llegue a la zona de pintura. En cualquier momento un pulsador de emergencia (NC) (E124.0) podrá detener la instalación, parando el motor, cortando la válvula de pintura, la resistencia de secado y el ventilador. El sistema deberá ‘memorizar’ la

posición de las piezas y se restablecerá el servicio desenclavando el pulsador de emergencia y activando un pulsador de marcha (NA) (E124.1).

Señalización: En funcionamiento: luz blanca (A125.0) Pieza en la zona de pintura: luz blanca intermitente (A125.1) Válvula de pintura activa: luz verde (A125.2) Emergencia: luz roja (A125.3)


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26. Operaciones de control de programa. El MCR: es la instrucción MASTER CONTROL RELAY. Esto viene a ser como una activación o desactivación de un

trozo de programa. Esto sólo sirve para operaciones de contactos. Dentro del MASTER CONTROL RELAY no podemos poner temporizadores/contadores o llamadas a otros bloques. El programa si que nos permite hacerlo pero no funciona correctamente. Está pensado para utilizar contactos con asignaciones “=“. Viene a ser como un circuito eléctrico. Lo que quede

activado cuando no se ejecuta lo que hay dentro de los paréntesis del MCR, se desactiva. Si dentro del MCR utilizamos instrucciones SET y RESET, no funciona como hemos dicho. Cuando deja de actuar lo que hay dentro de los paréntesis, si estaba activado con un SET se mantiene activado. Si no hacemos un RESET desde fuera, no se desactiva. Veamos cuales son las cuatro instrucciones necesarias para hacer un MCR: MCRA Activar el Master Control Relay. MCR< Abrir el paréntesis. (Necesita una condición previa). MCR> Cerrar el Master Control Relay. MCRD Desactivar el Master Control Relay.


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Tenemos dos instrucciones para activar y desactivar el MCR. Dentro de estas instrucciones, podemos abrir y cerrar hasta 8 paréntesis. Los podemos hacer anidados o independientes. Siempre, delante de cada paréntesis tenemos que poner una condición. Vemos que cada paréntesis funciona sólo cuando tenemos activa su condición. Cuando su condición no está activa el trozo de programa en cuestión deja de funcionar y las salidas se desactivan. Es como si realmente quitásemos tensión a ese trozo de programa. Call: Llamar a una FC/SFC sin parámetros. Llama a una función (FC) o a una función sistema (SFC) que no tiene

parámetros

RET: Retorno, sirve para salir de los bloques condicionalmente. Para emplear esta salida se necesita una

combinación lógica previa.


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27. Bloques de datos (DB). Los Bloques de Datos, son áreas de memoria de la CPU que se utilizan para almacenar datos. Los DB mantienen su valor ante un corte de tensión, siempre que tengamos la pila tampón de respaldo. En las CPUs actuales que van con Memory Card, mantienen la memoria todos los DBs Hay dos tipos de bloques de datos: 

Bloques de datos globales: Los bloques de datos globales, pueden ser utilizados por todos los módulos del programa. Los FB, FC y OB pueden leer o escribir datos en los DB globales. Para grabar o leer datos, antes hay que abrir el módulo con “OPN DB”.



Bloques de datos de instancia: Un DB de instancia, está asociado a un Bloque de Función (FB) especifico. Los datos almacenados en el DB de instancia solo pueden ser leídos o escritos por el bloque asociado a él.

Un DB de instancia no necesita abrirse con ninguna instrucción, se abre se lee y se escribe en él de forma automática. Al empezar a leer el bloque de función (FB), se carga del DB una copia de las variables locales en el bloque de función, se ejecuta el bloque y cuando acaba, deposita el valor actual de las variables locales en el DB de instancia. Para guardar un dato, tenemos que poner nombre a la variable, definir el formato en el que lo queremos, y el valor inicial. El valor inicial siempre es el mismo. Su propio nombre ya lo indica, es el valor inicial. Cuando este valor cambie, se almacenará en otra columna que es el valor actual. Aunque al abrir el DB no veamos esta columna, tenemos que tener en cuenta que también existe.

Empezaremos por crear el DB1:

Los campos que podemos rellenar, sería el de “Nombre Simbólico” y “Comentario de Símbolo”,

el resto de valores son por defecto: Cuando abrimos el DB1, con un doble clic, desde el administrador del step7, nos aparece la tabla a rellenar del DB1.


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La dirección es puesta de forma automática dependiendo del tamaño de las variables declaradas, según se trate de bits, bytes, palabas… por ello, en un bloque de datos normal debemos procurar que cada tipo de variable se genere de forma consecutiva dentro de la DB, ya que la asignación de memoria se realiza en formato 8 bits. Alternando distintos tipos de variables desperdiciamos memoria de datos. 14 bytes ocupados alternando variables

Sólo 10 bytes agrupando los tipos de variable

En nombre, escribiremos el nombre con el que podremos identificar la variable dentro del DB1. En valor inicial, pondremos el valor que tendrá la primera vez que utilicemos el DB1. Finalmente, en el comentario añadiremos más información sobre la variable. Introducimos las variables mediante desde el menú ‘Insertar’ o mediante el botón derecho ‘Línea de declaración’ delante o detrás de la variable actual.

Tras rellenar el nombre de la variable, seleccionamos la casilla de tipo, y pulsando con el botón derecho del ratón (o desde la opción del menú), seleccionamos el dato a utilizar: Datos simples o datos compuestos.


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Tipos de datos simples

Tipos de datos compuestos

Para acceder a un dato, le llamamos DB.... Puede ser DBB si es un byte, DBW si es una palabra, DBD si es una doble palabra o DBX 0.0 si es un bit. Si hemos declarado los siguientes datos:

Podemos referirnos a las variables por su dirección o como símbolo de la DB, al introducir el símbolo lo podemos seleccionar desde la tabla de variables. Para visualizar el programa, vigilar los datos de la DB o crear una tabla de variables.

Veamos este ejemplo:

Nota: al probar este programa, los segmentos 3 y 5 son

incompatibles, si mantenemos ambos, el segmento 3 NO actuará ya que al haber una llamada a ese bit en el segmento 5, permanecerá desactivado. Probarlo con sólo uno de los segmentos cada vez.


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Ejercicio 13: Tenemos un proceso idéntico para realizar tres tipos de mezclas de dos productos. En ese proceso, se hace una mezcla de una cantidad del producto A con otra cantidad de otro producto B durante un tiempo determinado. Al accionar un pulsador se abren las dos electroválvulas que dan paso a los productos y se pone en marcha el mezclador. Según van pasando los tiempos, se cierra la válvula A, se cierra la válvula B y se para el mezclador. Utilizar saltos para controlar el programa. Pondremos los datos de los tiempos de cada tipo de mezcla en un DB diferente. Mezcla 1 (DB1)

Mezcla 3 (DB2)

Mezcla 3 (DB3)

Tiempo producto A= 5 segundos



Tiempo producto B= 8 segundos



Tiempo Mezclador= 12 segundos



Válvula A= A124.0 Válvula B= A124.1 Mezcladora= A124.2 Selector posición mezcla 1= E124.0 Selector posición mezcla 2= E124.1 Selector posición mezcla 3= E124.2 Pulsador inicio de la mezcla= E124.3

Solución propuesta al ejercicio 13. Definir las 3 DBs con los tiempos establecidos. Hay que inicializar las DB , especialmente si se copian y pegan varias veces, ya que si no puede mantener el valor original.

En cada DB, Menú > Ver > Datos (CTRL+F4)


Menú > Edición > Inicializar bloque de datos

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FC1

FC2

OB1


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28. Bloques de organización (OB). Características de los módulos de organización OB y prioridades predeterminadas

OB1 Es un módulo que se ejecuta cíclicamente • El OB1 se ejecuta en cada scan. • Es el que tiene la prioridad más baja

OBs de alarma horaria: (OB10 a OB17) Realiza una interrupción horaria. En el S7-300, solo tenemos la OB10. • Empieza en un momento programado • Se ejecuta a partir de ese momento cada cierto tiempo: • Una sola vez, cada minuto, cada hora, cada día, cada semana, cada mes, cada año, a final de mes.

La mayor utilidad de este tipo de funciones es según las utilicemos: • Arranque único: útil para avisar desde un display de un determinado evento q ue ocurrirá en una

fecha determinada a una hora determinada. • Arranque cíclico: útil para labores de mantenimiento (engrase de maquinaria, aviso de revisión de

motores, etc...). Para su programación se tendrá que programar en el hardware Alarmas Horarias. OBs de alarma de retardo (OB20 a OB23) Realiza una interrupción de retardo. Se ejecuta al cabo de un tiempo

de llamar al OB. En el S7-300, solo tenemos la OB20. El OB20, permite interrumpir el OB 1 y ejecutarse después de un tiempo de demora determinado. El OB20 arranca después de una llamada al SFC32. El SFC32 lo podemos encontrar en “Librerías > Standard Library > System Funtion Blocks”

Parámetros del SFC32: - OB_NR Número del OB que arrancara con retardo. - DTIME Duración del retardo (1 a 60.000 ms.). - SIGN Identificador que se pone en la información de arranque del OB cuando se llama al OB de retardo. - RET_VALUE Contiene el código del error si se produjera uno mientras se procesa el OB. IES Cavanilles. Alicante

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Ejemplo: OB1

OB20

Comentario Al activar la E124.0 con un pulso, se carga la SFC32 que llama la OB20. En el ejemplo, al cabo de 10 segundos de activar la E124.0, se activará la salida A124.0 La SFC32 se localiza en: Librerías > Standard Library > System Function Blocks

OBs de alarmas cíclicas (OB30 a OB38) Son OB que se ejecutan cada cierto tiempo prefijado y con prioridades

diferentes. En el S7-300, solo tenemos la OB35. OB Base de tiempo Valor prefijado Prefijado para la prioridad 5s 7 • OB 30 2s 8 • OB 31 1s 9 • OB 32 500 ms. 10 • OB 33 200 ms. 11 • OB 34 • OB 35

100 ms.

12

• OB 36

50 ms. 20 ms. 10 ms.

13 14 15

• OB 37 • OB 38

Los OB de ejecución cíclica (por ejemplo el OB35) se ejecutan a tiempo fijo. No dependen de la ejecución del OB1 ya que de hecho, el OB1 pausa su ejecución para ejecutar este OB. Esto hace que el tiempo de ciclo del OB1 si normalmente ya es variable dependiendo del programa, la inclusión de un OB cíclico lo hace aún más variable ya que se alargará cuando se pause para ejecutar el OB35 por ejemplo, cosa que en general, no se hará en todos los ciclos de scan del PLC (el OB35 puede estarse ejecutando cada 100ms y el OB1 ejecutándose de media cada 20ms haciendo que 1 de cada 5 se alargue para ejecutar el OB35). Se suele utilizar la OB35 para las llamadas a lecturas analógicas, regulación PID, y otros procesos que requieran un tratamiento uniforme en el tiempo, e independiente del tiempo de ciclo del programa. Para su uso se tendrá que ajustar en: Hardware > Alarmas Cíclicas .

Hay que asegurarse que el tiempo de ejecución del programa del OB35 es menor que el tiempo de intervalo programado como repetición de la ejecución del OB35. Si el tiempo de ejecución del programa incluido en la OB35 excede el tiempo de repetición (100 ms, en la imagen), se producirá un error de tiempo de ejecución OB80. Se pueden configurar tiempos de 1 a 60.000 ms.


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Es recomendable introducir un desfase cuando hay varias alarmas activas. Si no hay desfase se llamaría simultáneamente a las alarmas cíclicas, las cuales serían procesadas sucesivamente según su prioridad. OBs de alarma de proceso (OB40 a OB47) Son interrupciones de proceso que se activan cuando en un proceso

o un registro ha superado unos límites máximos o mínimos admisibles. (Entradas analógicas, contadores de alta velocidad etc...) En los procesos en ejecución, pueden aparecer eventos ante los que hay que reaccionar más rápido de lo que es posible en el ciclo del programa. También existen eventos que no se mantienen el tiempo suficiente para que el ciclo de programa lo pueda reconocer. Por ese motivo, los controles SIMATIC S7-300 disponen de la elaboración de alarmas de proceso. Junto con las tarjetas con capacidad para elaborar alarmas de proceso, que se puede llamar, sin prácticamente demora de tiempo, a un programa adaptado al evento correspondiente. Las alarmas de proceso se pueden equiparar con las interrupciones. En los S7 400 se dispone de 8 alarmas de proceso (en los S7 300 únicamente la OB40) que se asociarán a los eventos que generen los módulos en cuestión. Un ejemplo sería el tratamiento de las alarmas generadas por el desbordamiento de las entradas analógicas de un módulo de S7.

Los datos necesarios para configurar el OB 40 en una CPU 31xC

Con ayuda de las SFCs 39 a 42 es posible bloquear o retardar y habilitar de nuevo las alarmas de proceso. La parametrización de las alarmas de proceso de un módulo puede efectuarse no sólo con STEP 7 sino también con las SFCs 55 a 57.


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Datos locales de los OBs de alarma de proceso

La tabla siguiente describe las variables temporales (TEMP) de un OB de alarma de proceso. Como nombres de variables se han elegido los nombres por defecto del OB 40. Variable

Tipo de datos

Descripción

OB40_EV_CLASS

BYTE

Clase de evento e identificadores:B#16#11: Alarma está activada

OB40_STRT_INF

BYTE

B#16#41: alarma a través de línea de interrupción 1· B#16#42: alarma a través de línea de interrupción 2 (sólo en S7 –400)· B#16#43: alarma a través de línea de interrupción 3 (sólo en S7 –400)· B#16#44: alarma a través de línea de interrupción 4 (sólo en S7 –400)· B#16#45: WinAC: alarma disparada por el PC Nota: En modo multiprocesador, las líneas de interrupción 1 a 4 están asignadas a las CPUs 1 a 4.

OB40_PRIORITY

BYTE

Prioridad parametrizada; valores prefijados: de 16 (OB 40) a 23 (OB 47)

OB40_OB_NUMBR

BYTE

Número de OB (40 hasta 47)

OB40_RESERVED_1

BYTE

Reservado

OB40_IO_FLAG

BYTE

Módulo de entradas: B#16#54Módul o de salidas: B#16#55

OB40_MDL_ADDR

WORD

Dirección básica lógica del módulo que ha activado la alarma

OB40_POINT_ADDR

DWORD

En los módulos digitales: Mapa de bits con los estados de las entradas en el módulo que han activado la alarma de proceso. La asignación de qué bit de OB40_POINT_ADDR pertenece a qué canal del módulo debe consultarse en la descripción del módulo correspondiente.· En los módulos analógicos: Mapa de bits con la relación de qué canales han excedido qué límites (Encontrará la estructura exacta en /71/ o /101/.).· En los CPs o IMs:Estado de alarma del módulo (no es relevante para el usuario).

OB40_DATE_TIME

DATE_AND_TIME

Fecha y hora a las que se solicitó el OB

Ejemplo de uso del OB 40 , queremos que la activación de una entrada física nos dispare una acción en el PLC a

través del OB 40. La activación de la OB se ha de hacer en un módulo que tenga capacidad de activar un fallo de HW, para ello debemos entrar en la configuración del dispositivo y configurarlo.


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Seleccionamos el área de E/S físicas para configurar las entradas que deberán activar la interrupción

Una vez configurado el HW, deberemos programar la acción, en este caso activaremos una marca y a través de ella una salida física. OB40

OB1


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Observaciones:

Este programa sólo puede probarse directamente con el PLC, las interrupciones de entrada digital no pueden simularse. El disparador de ejecución del OB40 se activa con un flanco, realiza la acción programada allí y después prosigue con la ejecución del OB1 y el resto del programa. Si tenemos varios dispositivos que disparan al OB40, deberemos consultar los datos de proceso de la misma para ver que tarjeta y dirección es la que ha provocado el disparo. Actividad:

Localizar en la información de variables de la OB40 la entrada que provocado el disparo de la alarma.

OBs de alarma de error asíncrono (OB80 a OB87) • OB80 Error de tiempo (Tiempo de ciclo excedido). Si no está programado y detecta el error, el PLC

pasa a STOP. • OB81 Fallo de alimentación (S7-400) o Fallo de batería. • OB82 Rotura de hilo de un módulo que tenga capacidad de diagnostico. Si no está programado y

detecta el error, el PLC pasa a STOP. • OB83 Detección de presencia de módulo (Extraer/insertar). Si no está programado y detecta el

error, el PLC pasa a STOP. • OB84 Avería de la CPU. Error de la inteface MPI o de la periferia descentralizada. Si no está

programado y detecta el error, el PLC pasa a STOP. • OB85 Evento de arranque para un OB no cargado. Si no está programado y detecta el error, el PLC

pasa a STOP. • OB86 Detección de fallo en un bastidor. Si no está programado y detecta el error, el PLC pasa a

STOP. • OB87 Detección de fallo en comunicación.

OBs de modo de arranque (OB100 a 0B102) (solo puede estar activado uno de ellos). Se selecciona en

Hardware > Arranque. • OB100 Rearranque completo. (Arranque en Caliente). Mantiene el estado de los elementos que

tenga con memoria. Se ejecuta al pasar la CPU de STOP a RUN. Primero lee el OB100 y después el OB1 (empezando por la primera instrucción). • OB101 Rearranque. (Solo en S7-400). Mantiene el estado de los elementos que tenga con memoria.

Se ejecuta al pasar la CPU de STOP a RUN. Primero lee el OB101 y después sigue leyendo en el punto donde dejo de leer al pasar al estado STOP. • OB102 Arranque en frío. Pone todos los elementos a 0 (incluso los que tienen memoria). Se ejecuta

al pasar la CPU de STOP a RUN. Primero lee el OB102 y después el OB1 (empezando por la primera instrucción). IES Cavanilles. Alicante

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OBs de error (OB121 y OB122). • OB121 Error de ejecución de programa. Detecta errores de programación. Si no está programado y

detecta el error, el PLC pasa a STOP. • OB122 Error al intentar acceder a un módulo de datos (entradas, salidas, etc...) .Si no está

programado y detecta el error, el PLC pasa a STOP.


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29. Fecha y hora en Step7. Uso del OB10, OB35 y RTC Para ajustar la fecha y hora desde el software Step 7, conectado al PLC (o al simulador), entrar desde el menú: Administrador Simatic > Sistema Destino > Diagnóstico/configuración > Ajustar la H ora

En el mismo podemos incluso igualar la hora de nuestro PLC con la actual del ordenador. Los S7 300/400 disponen de las SFC0 (SET_CLK) y SFC1 (READ_CLK) para la lectura de la fecha y hora actual de aquellas CPU’s que posean reloj hardware. Antes de realizar la llamada a dicha función de sistema, es necesario

generar en una DB una variable de tipo DATE_AND_TIME. Dicha variable se compone de 8 bytes, en los cuales se va a almacenar tanto la fecha como la hora actual del PLC. Las fechas admisibles abarcan: Desde DT#1990-1-1-0:0:0.0 hasta DT#2089-12-31-23:59:59.999

La siguiente tabla contiene un ejemplo para el jueves 5 de diciembre de 2013, 1:05 horas y 5,25 segundos. Se representan los contenidos de los Bytes que contienen la información de la fecha y hora. Byte

Contenido

Ejemplo

0

Año

B#16#13

1

Mes

B#16#12

2

Día

B#16#05

3

Hora

B#16#01

4

Minutos

B#16#05

5

Segundos

B#16#05

6

Las 2 cifras más significativas de los milisegundos

B#16#25

7 (4 MSB)

Las 2 cifras menos significativas de los milisegundos

B#16#0

7 (4 LSB)

Día de la semana 1: Domingo 2: Lunes 3: Martes 4: Miércoles 5: Jueves 6: Viernes 7: Sábado

B#16#5


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Para que la lectura del reloj sea más precisa, es conveniente no realizarla desde la OB1, cuyo período de ejecución depende del tiempo de ciclo, y acceder a la misma desde la OB35, que se ejecutará a tiempos predefinidos (por defecto 100 ms.). La lectura y modificación de la fecha y hora es complicada sin usar un interfaz HMI y será necesario usar bloques de datos para almacenar los datos del reloj. Sincronización de relojes en S7. En aquellos sistemas de automatización en los cuales se distribuya el control

en varios PLC’s S7 conectados a un sistemas de visualización, suele ser interesante la sincronización de los relojes de los diferentes PLC’s. Esto nos permitirá modificar la fecha y hora actual de uno de ellos desde la OP o el scada, y que esta modificación quede reflejada en los demás relojes de las restantes CPU’s de la instalación. Para poder realizar la sincronización de los diferentes relojes de los equipos, primeramente deberemos de definir uno de ellos como reloj maestro del bus de comunicaciones. Esto se realiza desde Hardware de Step 7. Con esto hemos definido un reloj maestro y los demás relojes de la red como esclavos. El intervalo de tiempo entre una sincronización y otra puede tomar los siguientes valores:

1 segundo. 10 segundos. 1 minuto. 10 minutos. 1 hora. 12 horas. 24 horas. Contar tiempo del sistema. En ciertas ocasiones puede ser interesante conocer el tiempo que transcurre entre

dos eventos dentro del sistema operativo del S7. Un caso podría ser conocer el tiempo que tarda un telegrama de comunicaciones en ser contestado por el receptor desde que sale de nuestra CPU. También podría ser interesante el tiempo consumido por una subrutina en procesarse. Para estos menesteres podemos usar la SFC64, que nos indica el valor actual del reloj del sistema. Dicho reloj cuenta desde 0 hasta 2147483647 ms. (600 horas aprox.). Transcurrido este tiempo comienza de nuevo a contar desde 0. La precisión del cronómetro es de 10 ms. en los S7 300 y de 1 ms. en los S7 400. Cada vez que se produce un rearranque, el cronómetro del sistema pasa a 0 y comienza a contar, hasta que el autómata pasa a STOP.

OB10: Organización de alarma horaria El OB10 interrumpe al OB1 y puede ejecutarse a intervalos determinados o en una fecha concreta, es el único bloque de alarmas horarias disponible para la serie 300 (aunque otros se pueden llamar por programa). Las alarmas horarias se pueden activar:  

Una vez, en una fecha determinada (indicación de hora absoluta con fecha) Periódicamente, indicando la fecha de arranque y la frecuencia de repetición (p. ej., cada minuto, cada hora, cada día).


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Reglas para las alarmas horarias 



  

Las alarmas horarias sólo se pueden tratar si se ha parametrizado la alarma horaria y el correspondiente bloque de organización está contenido en el programa de usuario. En caso contrario se escribe un aviso de error en el búfer de diagnóstico y se efectúa un tratamiento asíncrono del error. (OB80). Las alarmas horarias periódicas deben corresponder a una fecha real. No será posible la repetición mensual de un OB 10 cuyo tiempo de arranque sea 31.1. En este caso, el OB sólo sería arrancado en los meses que tengan realmente 31 días (por lo tanto no en febrero, ni en abril, ni en junio, etc.) Una alarma horaria activada durante el arranque (rearranque completo (en caliente) o rearranque) se ejecuta sólo tras finalizar el arranque. Los OBs de alarmas horarias desactivados por parametrización no se pueden arrancar. La CPU reconoce un error de programación y pasa a STOP. Tras un rearranque completo (en caliente) será preciso reactivar todas las alarmas horarias ajustadas (p.ej. mediante la SFC 30 ACT_TINT en el programa de arranque).

Para trabajar mediante el OB10 podemos hacerlo de dos formas, bien configurarlo mediante el HW, indicando la fecha y la periodicidad con la que queremos que se se realice la interrupción o bien usando las funciones y librerías estándar de sistema para hacerlo.

Ejemplo 1: Configuración HW del OB10 Configuración del HW de sistema. Entrar en el administrador y configurar la CPU para que se activen las alarmas horarias, ajustarlo para que se active cada minuto a partir de la fecha y hora actual. Compilar, guardar y transferir la configuración al PLC.

Crear el OB 10 y realizar un programa que incremente una unidad en el MW10 y vigilar dicha área de memoria mediante una tabla de estado en decimal. A través de la tabla de variables o del PLCSIM se puede ver como se incrementa el valor de MW10 cada minuto


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Ejemplo 2: Funciones especiales para interrupciones horarias Vamos a realizar el mismo ejemplo anterior usando funciones. 1º Mediante la función FC3 (D_TOD_DT) de Librerías de Standard Library de IEC Function Blocks pasamos la fecha y hora a la que queremos que empiece el OB10 a la variable temporal “ Hora_inicio” (definirla en el OB1 con formato de DATE_AND_TIME). Poner el día y hora actuales. 2º Mediante la función SFC28 (SET_TINT) de Librerías de Standard Library de System Function Blocks, indicamos cual es el OB con el que queremos trabajar(OB_NR), a que hora queremos que empiece (SDT) y cuál va a ser su peridiocidad (PERIOD) y dónde va el código de error (RET_VAL) PERIOD W#16#0000 = una vez W#16#0201 = cada minuto W#16#0401 = cada hora W#16#1001 = diaria W#16#1201 = semanal W#16#1401 = mensual W#16#1801 = anual W#16#2001 = al final del mes 3º Mediante la función SFC30 (ACT_TINT) de Librerías de Standard Library de System Function Blocks, activamos o desactivamos la ejecución del OB10 mediante la E124.0. 4º Finalmente creamos el OB10 con la función de incrementar 1 unidad cada vez que sea llamado OB1

Variable TEMP #Hora_inicio

OB10


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Realizar estas operaciones en una OB diferente a la OB10, por ejemplo en la OB11. En el OB1 realizaremos

OB11

Si vigilamos ahora la tabla de variables, veremos que cada minuto se incrementa 1 unidad la MW correspondiente.

Con las interrupciones horarias podríamos habilitar el encendido (usando el OB10) y el apagado (usando el OB11, por ejemplo), de un riego, alumbrado, calefacción…

Ejemplo 3: Utilización del OB35p ara la interrupción del OB1 a intervalos fijos. Configurar las alarmas cíclicas del OB35 en un intervalo de 200 ms (configurar HW y cargarlo al PLC) Crear el siguiente programa en el OB35 y cargarlo al PLC

Vigilar el MW16 y observar cómo se comporta.


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Uso del reloj desde OB1 y desde OB35 La forma más simple de usar el reloj es hacerlo desde el OB1 u OB35, donde existe una variable temporal (OB1_DATE-TIME y OB35_DATE_TIME) en la que se almacena el valor del reloj del PLC a partir del byte 12. Para utilizarla puede ser llamada directamente desde cualquier instrucción en cualquiera de estos OB.

Usando las instrucciones de control de reloj podemos hacer comparaciones u obtener fechas, tiempo entre intervalos, día de la semana…

En el ejemplo tomamos el valor de la fecha actual desde el OB1 y con la función de sistema FC7 (DT TO DAY) nos leerá la fecha y nos dará como resultado el día de la semana, que depositará en MW100.

El valor en MW100 será un número entero (entre el 1=Domingo y el 7 = Sábado). Una vez que tengamos la fecha y hora cargada en una variable ya podemos operar con los datos del reloj usando las funciones de sistema (desde Standard Library > IEC Function Blocks ) que nos permiten trabajar con fechas y horas. Destacamos: FC1 (AD_DT_TM) FC3 (D_TOD_DT) FC6 (DT_DATE) FC7 (DT_DAY) FC8 (DT_TOD) FC9 (EQ_DT) FC12 (GE_DT) FC14 (GT_DT) FC18 (LE_DT) FC23 (LT_DT) FC28 (NE_DT) FC34 (SB_DT_DT) FC35 (SB_DT_TM)

Suma un intervalo (formato TIME) a una hora (formato DT) y da como resultado una hora nueva (formato DT). Compila los formatos de datos DATE y TIME_OF_DAY (TOD) y los convierte al formato de datos DATE_AND_TIME (DT). Toma la fecha y hora actual y nos da la fecha (DATE). Toma la fecha y hora actual y nos da el día de la semana (DAY). Toma la fecha y hora actual y nos da la hora actual (TOD) Compra dos fechas y devuelve un 1 si son iguales Compara dos fechas y devuelve 1 si la primera es mayor o igual Compara dos fechas y devuelve 1 si la primera es mayor Compara dos fechas y devuelve 1 si la primera es menor o igual Compara dos fechas y devuelve 1 si la primera es menor Compara dos fechas y devuelve 1 si son diferentes Resta la diferencia entre dos fechas y da la diferencia en formato TIME Resta un tiempo a una fecha y da el resultado en formato DATE (fecha y hora)

Sin embargo, ninguna de estas funciones nos permite trabajar con las horas de forma cómoda, ni programar acciones a unas determinadas horas. Una posible solución sería usar un direccionamiento indirecto basado en un puntero y una matriz, pero requiere hacerlo en AWL y no resulta muy intuitivo. Puedes ver un ejemplo de este tipo en la web de Siemens: http://support.automation.siemens.com/WW/view/es/22819915 IES Cavanilles. Alicante

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Uso en cualquier otro bloque (necesita llamar a SFC1 y depositarla en una variable del bloque) Para utilizarla en cualquier otro bloque, (en una FC por ejemplo), será necesario llamar la hora del PLC desde la función de sistema SFC1 (READ_CLK). Por defecto no aparece en la biblioteca, pero podemos llamarla en AWL (en la imagen) o conectarnos al sistema on-line y arrastrarlo desde el mismo. En todo caso será necesario crear una variable temporal #Fecha_hora (en el ejemplo) en formato DATE_AND_TIME. Llamada a la hora del PLC con SFC1 y la almacena en la variable temporal del bloque.

En este caso en la palabra MW100 lo que se escribe es el resultado de la operación y los códigos de error que pudieran producirse. Una vez definida la variable ya podemos usarla en el programa para cualquier operación.

Una vez depositada la fecha en una variable de la FC, se trabajaría de forma idéntica a como se hace en la OB1 u OB35, mediante las funciones de sistema de comparación de fechas y horas. Nuevamente resulta poco intuitivo el trabajar con fechas. La solución más habitual en cualquiera de los casos es llevar los datos a una DB, con lo que podremos acceder a ellos desde cualquier bloque o función.

Creación de una DB con los datos del reloj Para trabajar con el reloj de forma más cómoda vamos a crear una DB en la que almacenar los datos, con la posibilidad de acceder a los mismos desde cualquier bloque o función Para ello en la DB1 (por ejemplo) tendremos que crear una estructura de [ARRAY] (matriz), de la siguiente forma:

Identificamos los datos de la DB1 con el nombre de RTC y le damos una estructura: ARRAY [1..8] Matriz de 8 valores en formato BYTE y los colocaremos a partir del byte 0 ( B#16#0 )

Si lo hacemos desde el OB1 u OB35, ya tendremos los datos del reloj en la variable temporal (OB1_DATE-TIME y OB35_DATE_TIME, a partir del byte 12), por lo que NO es necesario llamar la SFC1. En cualquier otro bloque de función FC tendremos que llamar la SFC1 y definir una variable temporal en formato (DATE_TIME) en el que almacenarlo. IES Cavanilles. Alicante

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Moveremos los datos de la variable temporal al DB1, pero tendremos que moverlos en dos tandas ya que la función MOVE sólo puede mover 4 bytes y la fecha tiene 8, esto es tendremos que hacer algo de este tipo: Como la fecha tiene 8 bytes y la orden MOVE puede mover como máximo 4 (doble palabra), la aplicamos dos veces, LD0 mueve los bytes de la variable temporal 0 al 3 al DB1.DBD0 y LD4 moverá los bytes 4 al 7 al DB1.DBD4. Resumiendo, movemos así los 8 bytes de fecha al array de 8 bytes en el DB1. Si estuviéramos en el OB1 u OB35, moveríamos los datos desde LD12 en el primer MOVE y desde LD16 en el segundo MOVE.

En vez de usar la función MOV, se puede usar mover bloque y llevar todos los datos a la vez y depositarlos en la DB.

En una tabla de variables podemos ver la fecha/hora almacenada en la DB, si lo que queremos es visualizar la hora y minuto, vigilaremos la DB1.DBW3 (palabra 3 de la DB1, esto es, los bytes 3 y 4) Una vez depositados los datos del reloj, podemos acceder a los mismos desde cualquier bloque o función, sin más que referirlos a la DB en la que los hayamos almacenado y al Byte o Word que queramos valorar.


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Ejemplo: Con lo visto anteriormente, hacer un programa que active la salida A124.0 los jueves entre las 14:15 y las 18:00 horas. La hora la hemos llamado a un bloque FC1 mediante la SFC1 depositada en la variable temporal de esa FC1 con el nombre #Fecha_hora y la hemos llevado a un bloque de datos DB1, tal y como hemos visto anteriormente con la función MOVE.

Ponemos las horas en formato W#16# y las movemos a una marca: W#16#1415 W#16#1800

Hora de inicio 14:15 horas (a MW10) Hora de fin 18:00 horas (a MW12)

(Como la fecha está en BCD, la podemos escribir directamente en hexadecimal sin necesidad de conversión)

Valoramos el día de la semana con SFC7 poniendo el nombre de la variable temporal #Fecha_hora (o usando #OB1_DATE_TIME , si estamos en el OB1) que llevamos a MW14. Para el jueves tendrá el valor 5 Una solución, comparando con la hora exacta y poniendo a SET (a las 14:15) ó RSET (a las 18:00) el bit de salida A124.0 La comparación sólo se efectuará los jueves.

Otra opción, sólo se activará los jueves entre las 14:15 y las 18:00 horas.


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30. Uso de señales analógicas en Siemens S7 300 Las tarjetas analógicas de S7 convierten: 



Para la lectura de entradas analógicas, un valor analógico procedente de un sensor o transductor en un valor digital de 16 bits que se almacena en la periferia del S7. Para las salidas analógicas, un valor digital de 16 bits de la periferia de salidas en una señal analógica mediante un conversor digital-analógico.

Existen dos parámetros que determinan una entrada o una salida analógica: 



El tipo de sonda (en el caso de entradas), o el tipo de actuador (en el caso de salidas), a conectar (4-20 mA, 0-10 V, etc...). La resolución a alcanzar en la lectura o escritura. Cuanta mayor sea la resolución, mayor será la exactitud de la lectura y menor el error entre el valor real y el almacenado en el autómata. Por contra, también será mayor el tiempo de conversión analógico / digital y por lo tanto las variaciones en el proceso tardarán más en reflejarse en el PLC.

Bornero y cableado de las E/S analógicas integradas en la CPU 313C/314C-2.

Estos modelos integran 5 E/2S, con una resolución de 11 bits + signo y un tiempo de conversión por canal de 1ms. Aparte de la configuración que se haga de las E/S en el programa, se deberán cablear los terminales en función de que se trabaje en modo tensión o en modo corriente. Existe aislamiento galvánico entre los canales y la CPU, pero NO entre las distintas E/S.

En la tabla se reproducen los valores en función de la resolución de la tarjeta. Al ser de 11 bits tendremos que las medidas se irán incrementando en valores de 16 unidades (10 hex en hexadecimal). Esto es, los 32768 valores que admite el canal irán ‘saltando’ de 16 en 16 (total de 2048 valores posibles para 11 bits de resolución). IES Cavanilles. Alicante

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Representación de los principales valores de medida

Como hemos comentado, las E/S analógicas utilizan un canal de 16 bits para su representación, con lo que los valores posibles son 2 16= 65536 (valor entero). Word (INT) Posición bit

Byte Alto

Byte Bajo

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Peso bit

2

Valor analógico

(S)

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

0 0

2

Valor digital del dato analógico (INT)

Sin embargo, como puede haber tarjetas con rangos bipolares (+/-), se utiliza el bit de mayor peso para el signo (S), por lo que los valores efectivos serían de -32768 a +32767. En el caso de señales unipolares (sólo valores positivos), los datos negativos son ignorados. Además, parte de ese rango se reserva para un margen de saturación y desborde del valor de la entrada o salida. En la práctica los valores nominales van de -27648 a + 27648 .

Entradas: Rangos de medida de tensión

La más utilizada en la industria es 0-10V. El Simatic S7 300 posee el rango +/-10V. El inconveniente de este tipo de lectura es que al ser una tensión, las distancias sin atenuación de la señal debido a caídas de tensión en el cable son relativamente cortas, por lo que la sonda debe estar cerca del cuadro eléctrico donde se encuentre el módulo analógico. Los límites de lectura son:


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Entradas: Rangos de medidas de intensidad

Dentro de las medidas de intensidad se suelen utilizar principalmente dos tipos: 0-20 mA. y 4-20 mA. Las medidas por intensidad es el más utilizado en la lectura analógica, ya que permite grandes distancias al ser la lectura por corriente, y a la vez es fácil reconocer la rotura del hilo, ya que por debajo de 4 mA indica el mal funcionamiento del sensor.

Entradas: Rangos de medida PT100:

Las sondas PT100 se utilizan para la medida de la temperatura en procesos que oscilen entre 850ºC y –200ºC. La PT100 es una termo-resistencia que varía su resistividad en función de la temperatura en contacto con la misma. A través de dos hilos (1 canal del módulo de entradas analógicas), se hace circular por la PT100 una corriente constante. Otros dos hilos toman la medida de la resistencia en los extremos de la sonda, con lo que se obtiene la variación de resistencia, y al ser conocida su linealidad con respecto a la temperatura en los márgenes anteriormente citados, se obtiene ésta.


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Observar que lógicamente una sonda PT100 consumirá dos canales de entradas analógicas: 1 para la lectura en extremos de la sonda, y otro para la corriente constante que se suministra a la misma. Si la lectura se realizara por el mismo cable con el que se alimenta la PT100, las fluctuaciones de la resistencia del cable de cobre que une el PLC a la sonda con respecto a la temperatura variarían la magnitud de lectura. Por lo tanto, en una tarjeta de 8 entradas analógicas sólo se podrán conectar 4 sondas PT100. Salidas a tensión +/- 10 V

Salidas a tensión de 0 a 10 V y de 1 a 5 V.

Salidas a corriente de 0 a 20 mA y de 4 a 20 mA.

Nota: Para otros sensores analógicos consultar el manual de producto A5E00105507-08 y el del módulo y

sensor correspondientes. IES Cavanilles. Alicante

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Conexión de entradas Analógicas

Existen dos partes en una lectura analógica: la parte correspondiente al módulo de entradas analógicas del PLC, y la correspondiente al propio transductor o aparato de campo que genera la magnitud. Desde el punto de vista del módulo del PLC puede ser: 

Entrada analógica activa: es la que se encarga de dar la energía a la conexión entre la

transductor y la sonda, ya sea para que exista tensión (0-10 V) o corriente (4-20 mA). Se denomina a estas configuraciones “dos hilos”. 

Entrada analógica pasiva: es la que no genera ni tensión ni corriente en sus extremos,

limitándose a recoger la medida esperada y convertirla a un valor digital. Se denomina a estas configuraciones “a cuatro hilos”.

Conexión de sensores de tensión:

Para leer una sonda de 0-10 V pasiva se cablea como muestra la figura. En Hardware, se selecciona en tipo de medición V, y en margen +/-10V. El PLC suministra la tensión al sensor.

Conexión de sensores de corriente Transductor de medida a 2 hilos con alimentación a través del módulo

El transductor de medida a 2 hilos es alimentado a través de los bornes del módulo de entradas analógicas con protección contra cortocircuitos. El transductor de medida a 2 hilos convierte entonces la magnitud medida en una intensidad. Los transductores a 2 hilos deben ser sensores de medida aislados.


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Transductor de medida a 2 hilos con alimentación de L+

Si la tensión de alimentación L+ se aplica desde el módulo, el transductor de medida a 2 hilos se deberá parametrizar en STEP 7 como transductor de medida a 4 hilos.

Transductor de medida a 4 hilos

Los transductores a 4 hilos disponen de alimentación separada L+ / M.

Conexión de termorresistencias y resistencias

Al medir la resistencia, el módulo suministra una corriente constante a través de los bornes IC+ e IC-. La corriente constante se conduce a través de la resistencia a medir. Dicha corriente se mide luego como caída de tensión. Es importante que los conductores de corriente constante conectados se enlacen directamente con la termorresistencia/resistencia. Las mediciones con conexiones a 4 o 3 hilos parametrizadas compensan las resistencias de potencia, alcanzando así una precisión mucho mayor que al medir con una conexión a 2 hilos. Las mediciones con conexión a 2 hilos captan no sólo la resistencia en sí, sino también las resistencias de potencia. Conexión a 4 hilos de una termorresistencia (PT100)

La tensión producida en la termorresistencia se mide con alta impedancia a través de los bornes M+ y M-. Efectúe la conexión con la polaridad correcta del conductor conectado (aplicar IC+ y M+, así como IC - y M- a la termorresistencia). Asegúrese también en esta conexión de que los conductores conectados IC+ y M+ , así como los conductores IC- y M-, queden enlazados directamente con la termorresistencia.


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Conexión a 3 hilos de una termorresistencia

Para la conexión a 3 hilos a módulos con 4 bornes debe colocarse normalmente un puente entre Me IC-. Cerciórese también en esta conexión de que los conductores conectados IC+ y M+ queden enlazados directamente con la termorresistencia. La figura m uestra la interconexión básica.

Conexión a 2 hilos de una termorresistencia.

Para la conexión a 2 hilos deben colocarse en el módulo puentes entre M+ e IC+ y entre M- e IC-. Las resistencias de potencia se incluyen en la medición.

Conexión de termopares con compensación interna

En la compensación interna es posible formar la unión fría en los bornes del módulo de entradas analógicas. En este caso es necesario llevar los conductores de compensación hasta el módulo analógico. El sensor de temperatura interno mide la temperatura del módulo y genera una tensión de compensación adecuada. Con la compensación interna no se obtiene la misma precisión que con la compensación externa. Es imprescindible conectar correctamente la polaridad, pues de lo contrario se obtienen considerables resultados erróneos.


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Configuración de las entradas / salidas analógicas integradas en Step7.

Ir a Hardware →s eleccionar el modulo de AI5/AO2 →v eríamos lo siguiente: General

Direcciones:

Las entradas serian: PEW752, PEW754, PEW756, PEW758, PEW760. Las salidas serian: PAW752, PAW754. Configuración de entradas

Configuración de salidas

La pestaña de entradas nos permitirá seleccionar los siguientes parámetros: Tipo: V, I, desactivada. Margen: 0-10V, +/-10V, 0-20mA, 4-20mA,+/-20mA. En la entrada 4, está reservada para una PT100.

La pestaña de salida nos permite seleccionar los siguientes parámetros: Tipo: V, I, desactivada. Margen: 0-10V, +/-10V, 0-20mA, 4-20mA,+/-20mA.

Recordar que tras una configuración HW tendremos que compilar y guardar los cambios y transferirlos después al PLC.

Para la simulación con el STEP7, la realizaremos utilizando “Variables Generales”, y seleccionaremos “Regul. Dec” o “Regul. Ent”


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Uso de las señales analógicas en programa

Una vez determinados los canales en los que se encuentran los valores de las entradas analógicas, su programación se reduce a trabajar con las palabras, teniendo en cuenta los valores que pueden adoptar en función del tipo de señal. Hay que recordar que los valores nominales están entre -27648 y +27648, aunque el rango de la señal es más amplio ya que incluye los rebases y desbordamientos (-32768 a +32767). Por ejemplo, si tuviéramos un sensor de 0 a 10 V midiendo el nivel de líquido de un depósito y quisiéramos que se activase una alarma cuando el nivel estuviera por debajo del 12% (1,2V), tendríamos que calcular el valor que correspondería, con una simple regla de 3.  

   

 

Por tanto, bastaría con hacer la comparación (INT) con ese valor y activar la señal de alarma correspondiente. Veámoslo con un PLC. Aunque no vamos a usar la salida analógica, la habilitaremos y pondremos en ella el valor de la señal de entrada, de forma que en el voltímetro me muestre la tensión que tengo en la entrada. Primeramente configuramos las E/S analógicas. Desde el HW del PLC, doble clic sobre las E/S analógicas, para abrir la ventana de configuración, anotamos las direcciones y configuramos la primera entrada y la primera salida en el rango de 0-10V.


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Con el simulador o con el PLC podemos comprobar el funcionamiento:

Cuando el valor de la PEW752 esté por debajo de 3318 (equivalentes a 1,2 V medidos en el sensor), se activará la salida de alarma de nivel bajo A0.1. Si nuestro depósito tuviera una altura de 15 metros, donde el sensor detectaría 0 V para el depósito vacío y 10 V para el depósito lleno, el nivel de alarma se activaría cuando el depósito bajase de 1,8 metros (los 1,2 voltios del sensor). Estos tipos de cálculos pueden ser algo laboriosos y dados a confusiones. Existen una serie de funciones integradas que nos facilitan el trabajo con señales analógicas. De esta forma en vez de con los valores de conversión, trabajemos directamente con los valores de magnitud medida, escalados al rango de trabajo que nos está midiendo el sensor. Así tendremos la función SCALE para escalar el valor de las entradas y UNSCALE para des-escalar el valor de las salidas. IES Cavanilles. Alicante

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Función SCALE (escalado de una entrada analógica)

Esta función la podemos encontrar en: Librerías Standard →Library TI-S7 →Converting Blocks FC105 La función SCALE sirve para escalar el valor de una entrada analógica entre dos valores (máximo y mínimo). También podríamos escalar cualquier otro registro que no sea una entrada analógica. Parámetros: EN: IN: HI_LIM: LOW_LIM: BIPOLAR: OUT: ENO: RET_VALUE:

Cuando tengamos un 1 se ejecuta la función. Si hay un 0, la función es saltada (no se ejecuta). Valor de entrada (número de entrada analógica). Formato entero 16 bits INT. Valor máximo deseado de salida (OUT). Número REAL, doble palabra o constante (32 bits). Valor mínimo deseado de salida (OUT). Número REAL, doble palabra o constante. Si vale 0 (trabajamos con valores entre 0 y 27648). Entrada analógica de 0 a 10 V. Si vale 1 (trabajamos con valores entre –27648 y +27648) Entrada analógica de –10V a +10 V. Valor de salida escalado entre el valor máximo y mínimo. Formato REAL. Vale 0 si el valor de IN es superior o inferior al límite (-27648 o + 27648). En este caso, además en OUT sale el valor máximo o el mínimo según se rebase en positivo o en negativo. Registro de error. Vale W#16#0000 si el escalado se ha hecho correctamente. Vale W#16#0008 si IN sale de los limites máximo o mínimo.

Ejemplo: Sobre el ejemplo anterior del nivel del depósito, realizamos el escalado de la entrada entre

0 y 15 m, depositando el resultado en la MD52, lo que nos mostrará el valor en metros que tiene el depósito en cada momento. Comprobamos que para el valor 3318 obtenemos aproximadamente 1,8 metros en el nivel del depósito.

NOTA 1: En este caso BIPOLAR debe estar desactivado (medimos de 0 a 10V), pero como en modo KOP no permite

poner a ese valor FALSE, lo asignamos a una marca que estará desactivada (M100.0, por ejemplo). NOTA 2: Recordar que 15.0 y 0.0 representan valores REALES de 32 bits. Cuando pongamos una constante en

formato REAL, aunque la constante no tenga decimales, tenemos que poner 100.0 si solo ponemos 100 el PLC entiende que es un número entero y no tiene cabida en una función de números reales.


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Gráficamente tendremos la función escalado como una recta proporcional entre el valor de la señal analógica y los límites entre los que aplicamos la función. Por ejemplo para una temperatura entre 0 ºC y 100 ºC, tanto con un sensor de 0 a 10 V, como en el caso BIPOLAR de +/- 10V. Gráficamente se podría representar (caso de 0-10V o 4-20mA):

Para el caso de +/-10V (BIPOLAR)

Función UNSCALE (desescalado de una salida analógica)

Esta función la podemos encontrar en: Librerías Standard →Library TI-S7 →Converting Blocks FC106 La función UNSCALE sirve para desescalar el valor (máximo y mínimo) de un registro sobre una salida Analógica. También podríamos desescalar cualquier otro registro que no sea una salida analógica. Parámetros: EN: IN: HI_LIM: LOW_LIM: BIPOLAR: OUT: ENO:

RET_VALUE:

Cuando tengamos un 1 se ejecuta la función. Si hay un 0, la función es saltada. Valor de entrada .Registro en formato REAL 32 bits. Valor máximo deseado del valor de entrada (IN). Número REAL, doble palabra o constante Valor mínimo deseado del valor de entrada (IN). Número REAL, doble palabra o constante Si vale 0, daremos valores de salida entre 0 y 27648). Salida analógica de 0 a 10V Si vale 1, daremos valores de salida entre –27648 y +27648) .Salida analógica de –10V a +10V Valor de salida escalado. Formato INT 16 bits. Vale 0 si el valor de IN es superior al límite inferior o al superior (HI_LIM o LOW_LIMIT). En este caso, además en OUT sale el valor máximo o el mínimo según se rebase en por encima o por debajo. (0 o 27648). Registro de error. Vale W#16#0000 si el escalado se ha hecho correctamente. Vale W#16#0008 si IN sale de los limites máximo o mínimo.

Ejemplo:

Controlaremos la velocidad de un motor mediante una consigna de 0 a 10 voltios de un variador de frecuencia. Con 0 voltios, el motor ira a 0 rpm y con 10 voltios, irá a 1500 rpm. Usando la función UNESCALE bastará con ir dando un valor a MD10 entre 0 y 1500, ese valor se convertirá en un valor en la salida analógica entre 0 y 27648, que a su vez hará que la salida analógica de una señal entre 0 y 10 Voltios. IES Cavanilles. Alicante

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Siemens_S7-300_2016

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