Autómatas Autómatas Programables, Guía Gu ía 1
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Facultad: Ingeniería Escuela: Electrónica Asignatura: Autómatas Programables
Tema: Tema: Introducción al STEP 7 Microwin 4.0 Contenidos •
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Desarrollo de un programa de ejemplo. Visualización Visualización de los estados del programa p rograma con la ayuda de la tabla de estados.
Objetivos Específicos •
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Introducir, guardar, guardar, y ejecutar un programa para PLC S7-200 por medio del programa STEP7 Microwin 4. Identificar las instrucciones de programa en las distintas formas de representación (KOP, (KOP, FUP y AWL) de un programa programa para PLC Siemens.
Material y Equipo • • •
Computadora personal con Microsoft Windows Windows Cable Interfaz PC/PPI PLC S7-200
Introduccion Introducc ion Teorica Teorica El programa STEP 7-Micro/WIN. Este programa está compuesto por los siguientes elementos:
Barra de menús Permite ejecutar funciones utilizando el ratón o combinaciones de teclas. El menú Herramientas se puede personalizar agregando aplicaciones propias.
Barras de herramientas Permiten acceder fácilmente con el ratón a las funciones de STEP 7Micro/WIN 32 utilizadas con frecuencia. El contenido y el aspecto de cada una de las barras de herramientas se puede personalizar. personalizar.
Barra de navegación Incorpora grupos de botones para facilitar la programación: "Ver"—Seleccione esta categoría para visualizar los botones Bloque de programa, Tabla de símbolos, Tabla de estado, Bloque de datos, Bloque de sistema, Referencias cruzadas y Comunicación. "Herramient "Herramientas"—S as"—Seleccio eleccione ne esta categoría para visualizar visualizar los botones del Asistente Asistente de operaciones operaciones y
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del Asistente TD 200. Nota: Si la barra de navegación contiene objetos que no se puedan mostrar debido al tamaño actual de la ventana, se visualizarán botones que permiten desplazarse hacia arriba o hacia abajo para ver los demás objetos.
Árbol de operaciones Ofrece una vista en árbol de todos los objetos del proyecto y de todas las operaciones disponibles en el editor de programas actual (KOP, (KOP, FUP o AWL). AWL). Para insertar unidades de organización del programa adicionales (UOPs), en el área de proyectos del árbol, haga clic con el botón derecho del ratón en la carpeta en cuestión. Asimismo, puede pulsar el botón derecho del ratón en una UOP individual para abrirla, cambiar su nombre, borrarla o editar su hoja de propiedades. Estando en el área de operaciones operaciones del árbol, puede hacer clic con el botón derecho derecho del ratón en una carpeta o en una operación individual, con objeto de ocultar el árbol entero. Tras abrir una carpeta de operaciones, puede insertar operaciones en la ventana del editor de programas (sólo en KOP y FUP, no en AWL), haciendo doble clic en la operación op eración en cuestión o utilizando el método de arrastrar y soltar.
Tabla de variables locales Contiene asignaciones hechas a las variables locales (es decir, a las variables utilizadas por las subrutinas y las rutinas de interrupción). Las variables creadas en la tabla de variables locales utilizan la memoria temporal. El sistema se encarga de gestionar la asignación de direcciones. Las variables locales sólo se pueden utilizar en la unidad de organización del programa (UOP) donde se hayan creado.
Editor de programas Contiene la tabla de variables locales y la vista del programa correspondiente al editor (KOP, FUP, o AWL) que se esté utilizando en el proyecto actual. En caso necesario, la barra de división se puede arrastrar para ampliar la vista del programa y cubrir la tabla de variables locales. Si se han creado subrutinas o rutinas de interrupción además del programa principal (OB1), aparecerán fichas en el lado inferior de la ventana del editor de programas. Para desplazarse entre las subrutinas, las rutinas de interrupción y el programa principal (OB1) puede hacer clic en la ficha en cuestión.
Ventana de resultados Visualiza mensajes de información cuando se compila el programa. Si se indican errores en dicha ventana, puede hacer doble en un mensaje de error. El segmento en cuestión se visualizará entonces en la ventana del editor de programas.
Barra de estado Informa acerca del estado de las funciones que se ejecuten en STEP 7-Micro/WIN 32.
Tabla de símbolos/Tabla de símbolos globales Permite asignar y editar símbolos globales (es decir, valores simbólicos que se pueden utilizar en cualquier unidad de organización del programa (UOP) y no sólo en la UOP donde se ha creado el símbolo). Es posible crear varias tablas de símbolos. La tabla de símbolos (tabla de variables globales) incorpora también una ficha que contiene los símbolos definidos por el sistema que se pueden utilizar en el programa de usuario. Tabla de estado Permite observar el estado de las entradas, salidas y variables del programa. Es posible crear varias tablas de estado para visualizar elementos de diferentes partes del programa. Cada una de dichas tablas tiene su propia ficha en la ventana ven tana Tabla Tabla de estado.
Bloque de datos/Inicializador de datos Permite visualizar y editar el contenido del bloque de datos.
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Barra de navegación
Ventana de resultados
Árbol de operaciones
Barra de estado
Editor de Programas
Tabla de símbolos
Tabla de estado
Vista de programa
Bloque de datos
Tabla de variables locales
Figura 1. Ventana del Programa Microwin
Figura 2. Diagrama de conexión y equipo utilizado
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Procedimiento Parte 1. MANEJO DEL PROGRAMA STEP 7/Microwin
Figura 3. Programa de ejemplo: Mezclador de pintura Ejemplo: Mezclador de pintura La figura 3 muestra un mezclador de pintura. En la parte superior del mezclador hay dos tuberías por donde se suministran suministran dos componentes diferentes. diferentes. En la parte inferior inferior se aprecia aprecia una sola tubería que transporta la mezcla de pintura preparada. Por una tubería en la parte inferior del tanque se conduce la mezcla ya lista. El programa de ejemplo controla la operación de llenado, supervisa el nivel del tanque y controla un ciclo de mezcla y de calefacción como se describe a continuación: Paso 1: Llenar el mezclador con el componente 1. Paso 2: Llenar el mezclador con el componente 2. Paso 3: Supervisar el nivel del mezclador por medio del cierre del interruptor de nivel superior, es decir que no se permite que los componentes 1 y 2 llenen el tanque mientras el tanque está lleno. Paso 4: Mantener el estado de la bomba si se abre el interruptor de arranque, esto se conoce como arranque directo por pulsador. pulsador. Paso 5: Arrancar el ciclo de mezcla y calefacción. Paso 6: Poner en marcha el motor del mezclador y la válvula de vapor. Paso 7: Vaciar el mezclador. Paso 8: Contar cada ciclo.
Crear un nuevo proyecto Al crear o abrir un proyecto, STEP 7-Micro/WIN inicia el editor SIMATIC SIMATIC FUP, FUP, KOP o AWL AWL (OB1) o el editor IEC 1131-3 LD o FUP y, dependiendo de las preferencias seleccionadas, el editor de bloques de datos (DB1), la tabla de estado y la tabla de variables globales. Para crear un proyecto, elija el comando de menú Proyecto - Nuevo... o haga clic en el correspondiente botón de la barra de herramientas Elija el comando del menú CPU – Tipo..., entonces se abrirá el cuadro de diálogo “CPU”. En la lista desplegable, seleccione el tipo de CPU.
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Figura 4. Selección del CPU Si el PLC ya está conectado por medio de su interfaz al puerto serie de la computadora, dé clic sobre “Leer CPU”, con esto si la comunicación es correcta, actualizará inmediatamente el tipo de CPU. Si se da el caso de que no se reconoce la CPU, consulte con su instructor instructor para la configuración configuración de las comunicaciones.
Adjudicar un nombre al nuevo proyecto En cualquier momento puede adjudicar un nombre a su proyecto. Para el presente ejemplo, consulte la figura 5 y siga los pasos siguientes para adjudicar un nombre al proyecto: 1. 2. 3.
Elija el coma omando de menú Archivo-Guardar como... En el camp campo o “No “Nomb mbre re de archi archivo vo”, ”, intr introd oduz uzca: ca: proyecto1. Haga Haga clic clic en el bot botón “Gua “Guard rdar ar”. ”.
Figura 5. Guardar
Tarea: Crear una tabla de símbolos Abra el editor de tablas de símbolos con objeto de definir los nombres simbólicos utilizados para representar las direcciones absolutas en el programa de ejemplo. Haga clic en el icono de la Tabla de
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Símbolos en la barra de navegación Alternativamente, puede elegir el comando de menú Ver-Tabla símbolos.
de
Introducir los nombres simbólicos. La figura figura 6 muestra muestra una lista de las direcciones direcciones absolutas y los correspondiente correspondientess nombres nombres simbólicos simbólicos para el programa de ejemplo. Para introducir los nombres simbólicos:
Figura 6. Tabla de Símbolos 1. Seleccione Seleccione la primera primera celda celda de la la columna columna “Nombre “Nombre simbólico” simbólico” e introduzca introduzca Marcha_1. 2. Puls Pulsee la tecl teclaa ENTE ENTER R para para desp despla laza zars rsee a la prim primer eraa celd celdaa de la colu column mnaa “Dir “Direc ecci ción ón”. ”. Introduzca la dirección I0.0 y pulse nuevamente la tecla ENTER. Así se pasa a la celda de la columna “Comentario”. (Los comentarios son opcionales, pero pueden contribuir a documentar los elementos del programa). 3. Pulse la tecla tecla ENTER ENTER para pasar pasar a la siguient siguientee línea y repita repita los los pasos descri descritos tos para para cada uno de los nombres simbólicos y las direcciones restantes. 4. Util Utilic icee el coman comando do de de menú menú Proyecto-Guardar todo para guardar la tabla de símbolos.
Programar con direcciones simbólicas Antes Antes de comenza comenzarr a introd introduci ucirr el progra programa, ma, verifi verifique que que haya haya ajusta ajustado do el direcci direccionam onamien iento to simbólico. Elija el comando de menú Ver-Direccionamiento simbólico y compruebe si junto a dicho comando aparece una marca de verificación , para indicar que está habilitado el direccionamiento simbólico.
Nota En el caso de los nombres simbólicos se distingue entre mayúsculas y minúsculas. El nombre que introduzca deberá coincidir exactamente con el indicado en la tabla de símbolos. En caso contrario, el cursor permanecerá en el elemento y en la barra de estado (en el borde inferior de la ventana principal) aparecerá el mensaje “Parámetro no válido”.
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Tarea: Introducir el programa en KOP Abrir el editor KOP Para acceder al editor KOP, haga clic en el menú Ver-KOP de la pantalla principal.
Bobinas
Líneas
Cuadros
Contactos
Segmentos
Figura 7.
Barra de operaciones del editor KOP También puede elegir el comando de menú operaciones KOP.
Ver-Árbol de operaciones para visualizar el árbol de
Árbol de operaciones del Editor KOP
Figura 8.
Introducir el primer elemento del segmento Para introducir el primer segmento del programa de ejemplo: 1. Haga doble doble clic en el cuadro cuadro “Network” “Network” numera numerado do o cerca cerca del mismo mismo para acceder acceder al campo
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“Título” del editor de comentarios. Introduzca el comentario que muestra la figura 9 y haga clic en “Aceptar.” 2. Pulse la tecla tecla con flecha flecha abajo. abajo. El cursor cursor del editor editor KOP se desplazará desplazará hacia hacia abajo y se situará situará en la primera posición de la columna izquierda. 3. Seleccione Seleccione un contacto contacto abierto eligiendo eligiendo “Contacto “Contactos” s” en la lista desplegab desplegable le izquierda izquierda y luego “Contacto abierto” en la lista que aparece a la derecha. 4. Pulse Pulse la tecla tecla ENTER. ENTER. Aparece Aparecerá rá un contac contacto to abierto abierto y, arriba arriba del mismo, mismo, se visual visualizar izaráá el nombre (”Marcha_1”) destacado. (Cada vez que introduzca un contacto, contacto, el software software visualizará visualizará la dirección dirección predeterminada predeterminada de I0.0 que se ha definido en el presente ejemplo como “Marcha_1” en la tabla de símbolos). 5. ”March ”Marcha_1” a_1” es el primer primer element elemento o requer requerido ido para el segmento segmento (Networ (Network) k) 1. Pulse Pulse la tecla tecla ENTER para confirmar confirmar el primer primer elemento y su nombre simbólico. simbólico. El cursor cursor del editor editor KOP se desplazará a la segunda posición de la columna.
Presione la tecla ENTER para situar el elemento
Introduzca el comentario del segmento en el cuadro de Título. Haga clic en "Aceptar"
Figura 9. Para introducir los demás elementos del primer segmento: 1. Pulse la tecla tecla F4 para introducir introducir el segundo segundo elemento. elemento. Aparecerá Aparecerá un contacto contacto abierto abierto y, arriba arriba del mismo, se visualizará destacado que no tiene nombre simbólico (”???”). 2. Introduzca Introduzca Paro_1 Paro_1 y pulse la la tecla ENTER. ENTER. El cursor cursor se desplazar desplazaráá a la siguiente siguiente columna. columna. 3. Haga clic en el botón “Contacto” “Contacto” (“F4”). (“F4”). Aparecerá Aparecerá un contacto contacto abierto abierto pero en la lista lista está la opción de cerrarlo “/”. 4. Introduzca Introduzca el nombre nombre Nivel_Supe Nivel_Superior rior sobre sobre el contacto contacto y pulse pulse la tecla tecla ENTER. El segmento KOP debería ser entonces similar al que muestra la siguiente figura.
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Figura 10. El cursor del editor KOP está situado ahora a la derecha de la entrada “Nivel_Superior” representada como contacto cerrado. Consulte la figura 11 y siga los siguientes pasos para completar el primer segmento:
Botón "Bobina"
Botones "Línea Vertical"
Introduzca aquí el nombre simbólico
Figura 11. 1. Haga clic clic en el botón “Bobina” “Bobina” (“F6”), (“F6”), desplace desplace el punter puntero o del ratón ratón al interior interior del cursor cursor KOP KOP y haga haga clic clic.. Apar Aparece ecerá rá una una bobin bobina, a, coloq coloque ue arri arriba ba de la mism mismaa el nombr nombree simb simból ólic ico o “Bomba_1”. 2. Pulse la la tecla ENTER ENTER para para confirmar confirmar la bobina y su su nombre nombre simbólico. simbólico. 3. Utilice Utilice el ratón o pulse pulse la tecla con flecha flecha izquierda izquierda para retornar retornar el cursor cursor al primer primer elemento elemento del segmento actual. 4. Haga clic en el primer primer botón botón “Línea “Línea vertical” vertical” para unir unir con una línea línea vertical vertical el primer primer contacto contacto con el segundo. 5. Haga Haga clic clic en el botón botón “Con “Conta tacto cto”” (“F4 (“F4”) ”) de la barra barra de herrami herramient entas as KOP y pulse pulse la tecl teclaa ENTER. Aparecerá un contacto. 6. Introduzca Introduzca el nombre nombre Bomba_1 Bomba_1 para para este este contacto contacto y pulse pulse la tecla tecla ENTER. ENTER. Así se completa el primer segmento. Introducir el segundo segmento Para introducir el segundo segmento del programa de ejemplo: (i) Utilice el ratón o pulse la tecla con flecha abajo para desplazar el cursor al segmento (Network) 2.
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(ii) En el campo de comentario del segmento, introduzca el comentario que muestra la figura 12. (Puesto que el comentario del segmento 2 es prácticamente idéntico al comentario del segmento 1, puede seleccionar y copiar el texto del segmento 1 y pegarlo en el campo de comentario del segmento 2, cambiando luego el número del componente de 1 a 2). (iii) Repita los pasos realizados para introducir los elementos del segmento 1, utilizando los nombres simbólicos que muestra la figura 14. (iv) Una vez finalizado el segmento 2, desplace el cursor hacia abajo hasta el segmento 3.
Figura 12.
Introducir los demás segmentos Para introducir los demás segmentos puede seguir el mismo procedimiento utilizado hasta ahora. La figura 13 muestra los demás segmentos.
Compilar el programa Una vez completado el programa de ejemplo, compruebe la sintaxis eligiendo el comando de menú
CPU Compilar Todo o haciendo clic en el botón “Compilar Todo”: Si ha introducido correctamente todos los segmentos como muestra el programa de ejemplo, obtendrá el mensaje “Compilación finalizada” que incluye también información sobre el número de segmentos y la cantidad de memoria utilizada por el programa. En caso contrario, el mensaje de compilación indicará qué segmento(s) contiene(n) errores.
Guardar el programa de ejemplo Para guardar su proyecto puede elegir el comando de menú Proyecto Guardar correspondie correspondiente nte botón ejemplo.
todo o hacer clic en el
. Así se almacenarán almacenarán también también los los demás componentes componentes de su su program programaa de
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Figura 13.
Tarea: Crear una tabla de estado Crear la tabla de estado del programa de ejemplo Para observar el estado de los elementos seleccionados en el programa de ejemplo es preciso crear una tabla de estado que contenga los elementos que desee observar mientras se ejecuta el programa. Para
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acceder al editor de la tabla de estado, haga clic en el icono correspondiente que aparece en la barra de navegación de la pantalla principal. Para crear la tabla de estado del programa de ejemplo: 1. Seleccione Seleccione la primera primera celda celda de la la columna columna ”Dirección” ”Dirección” y teclee Marcha_1 Marcha_1 2. Pulse la tecla tecla ENTER ENTER para confirma confirmarr su entrada. entrada. Este tipo tipo de elemento elemento sólo sólo se puede visualiza visualizar r en formato binario (1 ó 0), por p or lo que no será posible p osible cambiar el tipo de formato. 3. Selecci Seleccione one la siguie siguiente nte fila fila y repita repita los pasos pasos descrit descritos os arriba arriba para cada uno de los elemen elementos tos restantes como muestra la figura 14. 4. Si está destacada destacada una celda celda donde figure figure una una dirección dirección y la fila fila debajo de la misma misma está está vacía, vacía, las direcciones contenidas en las filas siguientes se incrementarán automáticamente al pulsar la tecla ENTER. Para obtener más información información acerca de la tabla de estado, estado, consulte la Ayuda Ayuda online. 5. Puede Puede util utiliz izar ar el coma comand ndo o de menú menú Edic Edició iónn-In Inse sert rtar ar fila fila para para inse insert rtar ar una línea línea en blanc blanco o encima de la línea donde está situado el cursor. 6. El temp tempor oriza izado dorr T37 T37 y el cont contad ador or C30 C30 se pueden pueden visu visual aliz izar ar en otro otross form formato atos. s. Estand Estando o destacada destacada la celda de la columna “Formato”, pulse la BARRA ESPACIAD ESPACIADORA ORA con objeto de desplazarse por los formatos válidos para dichos elementos. En el presente ejemplo elija “Con signo” para el temporizador y el contador. Para guardar la tabla de estado, elija el comando de menú
Proyecto-Guardar todo o haga clic en el
correspondiente botón.
Figura 14.
Tarea: Cargar y observar el programa de ejemplo. Ahora debe cargar el programa en la CPU y cambiar la CPU a modo RUN. De este modo puede observar o comprobar el programa.
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Cargar el proyecto en la CPU Antes de cargar el programa en la CPU, asegúrese de que ésta se encuentre en modo STOP. Para cargar el programa en la CPU: 1. Coloque Coloque el selec selector tor de modos modos de operació operación n de la CPU (ubicado (ubicado bajo bajo la tapa de acceso acceso de la misma) en la posición TERM o STOP. STOP. 2. Elija Elija el comando comando de menú menú CPU-STOP CPU-STOP o haga clic en el botón botón corresp correspondi ondient entee en la ventana ventana principal. 3. Elija Elija “Sí” “Sí” para para confi confirma rmarr esta esta acción acción.. 4. Elija el el comando de de menú Archivo-Car Archivo-Cargar gar en CPU... CPU... o haga clic clic en el botón botón ”Cargar ”Cargar en CPU” en la ventana principal: 5. El cuadro de de diálogo “Cargar “Cargar en CPU” permite permite indicar indicar los compone componentes ntes del proyecto proyecto que desee desee cargar. cargar. Pulse la tecla ENTER o haga clic en “Aceptar.” Un mensaje le informa si la operación de carga se realizó satisfactoriamente.
Nota STEP 7-Micro/WIN no comprueba si su programa utiliza operandos o direcciones d e entradas y salidas válidas para la CPU en cuestión. Si intenta cargar en la CPU un programa que utilice operandos o direcciones no comprendidas en el margen de la CPU u operaciones no asistidas por la misma, la CPU rechazará el intento de cargar el programa y visualizará un mensaje de error. Verifique que todas las direcciones de la memoria, así como las direcciones de E/S y las operaciones utilizadas en su programa, sean válidas para la CPU en cuestión.
Cambiar la CPU a modo RUN Si la operación de carga se efectuó con éxito, podrá cambiar la CPU a modo RUN: 1. Elij Elijaa el coma comand ndo o del del menú menú CPU-RUN o haga clic en el botón correspondi correspondiente ente principal. 2. Elija Elija “Sí” “Sí” para para confi confirma rmarr esta esta acció acción. n.
en la ventana
Observar el estado KOP Si ha activado el estado KOP, se visualizará el estado actual de los eventos en su programa. Abra la ventana del editor KOP y elija el comando de menú
Test - Estado del programa Si tiene un simulador de entradas conectado a los terminales de su CPU puede colocar los interruptores en posición “ON” para observar la circulación de la corriente y la ejecución de la lógica. Por ejemplo, si activa los interruptores I0.0 y I0.2, estando desactivado el interruptor de I0.4 (”Nivel_Superior”), se completará completará el flujo de corriente corriente del segmento 1. El aspecto del segmento será como el que muestra la figura 15.
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Figura 15. Si el programa de STEP 7-Micro/WIN no es igual al de la CPU, aparecerá el mensaje de advertencia que muestra la figura 16. Allí tiene la opción de comparar el programa con la CPU o bien, continuar la acción o cancelar. can celar.
Figura 16.
Ver el estado actual de los elementos del programa La tabla de estado se puede utilizar para observar o modificar los valores actuales de las entradas y salidas, así como de las direcciones de la memoria. Elija el comando de menú Test-Estado de tabla. Al activar o desactivar los interruptores estando la CPU en modo RUN, la tabla indica ind ica el estado actual de cada elemento.
Tarea: Visualizar los otros modos de representación de un programa en S7 Seleccione del Menú Ver-FUP y Ver-AWL y escriba sus observaciones. _____________________________________________________ __________________________ _______________________________________________________ ______________________________ __ _____________________________________________________ __________________________ _______________________________________________________ ______________________________ __ _____________________________________________________ __________________________ _______________________________________________________ ______________________________ __
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Análisis de Resultados Para el programa anterior: 1. ¿Cuáles son son las operaciones operaciones binarias binarias básicas básicas que se pueden pueden colocar colocar en un diagrama diagrama KOP? KOP? 2. ¿Cuáles son las las funciones funciones de comparaci comparación ón que se se pueden pueden utilizar? utilizar? 3. ¿Cómo puedo puedo editar editar un un programa programa que que ya fue fue guardado guardado anterio anteriorment rmente? e? 4. ¿Qué función función desempeñan desempeñan los asistent asistentes es para TD, el asiste asistente nte PID y el asistente asistente Asi?
Investigación Investigación Complementaria Com plementaria 1. Investigue Investigue acerca del del software software necesario necesario para programar programar PLCs PLCs de las marcas: marcas: OMRON, OMRON, Allan Allan Bradley y MODICON. 2. Investigue Investigue acerca acerca de las interface interfacess de conexión conexión con la computador computadoraa de las marcas marcas mencionadas mencionadas en el punto anterior, investigue las especificaciones, número de parte, y diagrama de cada cable de interfaz.
Bibliografía • •
Ayuda del programa STEP 7 Microwin 32 V4.0 Manual de programación S7-200
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Autómatas Autómatas Programables, Guía Gu ía 1 Hoja de cotejo: 1
Guía Guía 1: Introducción Intr oducción al Step 7 Microwin Micro win 4.0 Alumno:
Maquina No:
Docente:
GL:
Fecha:
EVALUACION %
1-4
5-7
8-10
CONOCIMIENTO
25%
Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos
Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos
Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos
APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO
60%
Reporte Incompleto del análisis de resultados puntos 1-4 (40% C/U)
Reporte parcialmente completo del analisis de resultados proporcional a las partes realizadas
Reporte completo con el correcto análisis de los resultados e investigación complementaria
Investigación complementar ia (20%). ACTITUD
15%
TOTAL
100%
No tiene actitud proactiva.
Actitud Tiene actitud actitud propositiva y con proactiva y sus propuestas no propuestas propuestas son aplicables al concretas. contenido de la guía.
Nota