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Operaciones ROperaciones Ráápidas en los S7pidas en los S7--200200
Facultad de Ciencias
Autómatas Programables
Carlos Canto Quintal
Instrucciones de alta velocidad y el tiempo de SCAN
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Autómatas Programables
Carlos Canto Quintal
La duración del SCAN depende del tamaño del programa, el número de E/S y la cantidad
de comunicación requerida. Pueden ocurrir eventos que requieran de una respuesta del PLC
antes de que el SCAN sea completado.
Para estas aplicaciones pueden ser usadas las
instrucciones de alta velocidad
El SCAN de un PLC inicia con la lectura del status de
las entradas.
Después se ejecuta el programa de aplicación,
tomando sus decisiones en base del status de los
datos de entrada.
Una vez que esto ha sido completado el CPU realiza
tareas de diagnósticos internos y comunicaciones .
El ciclo del SCAN es completado actualizando las salidas, y empieza de nuevo.
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Carlos Canto Quintal
Tipos de operaciones rápidas:
� Contadores Rápidos (High Speed Counters: HSC)
� Generador de Pulsos� PTO (Pulse Train Output: Salida deTren de pulsos)
� PWM (Pulse Width Modulation: Modulación de Ancho de Pulsos)
� Interrupciones� de Comunicaciones
� Interrupciones de E/S
� Interrupciones basadas en el tiempo o cíclicas
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Carlos Canto Quintal
Contadores Rápidos en un PLC S7-200 ( High Speed Counters o HSC )
Contadores RContadores Ráápidos en un PLC S7pidos en un PLC S7--200 200 ( ( HighHigh SpeedSpeed CountersCounters o HSC )o HSC )
Contadores Rápidos en un PLC S7-200 ( High Speed Counters o HSC )
Contadores RContadores Ráápidos en un PLC S7pidos en un PLC S7--200 200 ( ( HighHigh SpeedSpeed CountersCounters o HSC )o HSC )
� El contador rápido es un módulo de Hardware independiente de la CPU, capaz de contar pulsos de eventos externos que se ejecutan más de prisa de lo que puede controlarlos el ciclo normal de la CPU (scan).
� El Contador rápido cuenta los pulsos en forma asíncrona con el resto del PLC, utilizando sus propias entradas
� Son usados comunmente con sensores como encoders incrementales, detectores de proximidad, etc.
� El acceso puede establecerse en dos formas:- Por onsulta o sondeo desde el programa principal y- Por interrupciones, cuando el contador alcanza la cuenta
prefijada.
Carlos Canto Q.Facultad de Ciencias / UASLP
Autómatas Programables
Se tienen varios contadores rápidos en un PLC S7-200 dependiendo de la versión
HSC0HSC1HSC2
Y tienen la posibilidad de programarse en diferenrtesmodos de operación
Se tienen varios contadores rápidos en un PLC S7-200 dependiendo de la versión
HSC0HSC1HSC2
Y tienen la posibilidad de programarse en diferenrtesmodos de operación
Carlos Canto Q.Facultad de Ciencias / UASLP
Autómatas Programables
Contadores Rápidos en un PLC S7-200 ( High Speed Counters o HSC )
Contadores RContadores Ráápidos en un PLC S7pidos en un PLC S7--200 200 ( ( HighHigh SpeedSpeed CountersCounters o HSC )o HSC )
Carlos Canto Q.Facultad de Ciencias / UASLP
CARACTERÍSTICAS DE LOS CONTADORES RÁPIDOS DE LOS PLC’S S-200
Contador Ascendente /Descendente de 32 bitscambio de sentido de conteo por programa usando marca especial SM37.3Frecuencia máxima de conteo de 2 KHz.La entrada externa I0.0 es la del RELOJ.Solo se programa en modo 0.Cuando el Conteo Actual (CA)
alcanza el Valor del Preset(PV), se genera una interrupción .
CONTADOR RÁPIDO 0
HSC0
CONTADOR RÁPIDO 0
HSC0
Sentido de conteoSMB37.3
Sentido de conteoSMB37.3
Up/Down
ENTRADA DEL RELOJFmax=2Khz
Bit de control de sentido de conteo interno
Interrupción:
si CA=PVI0.0
Autómatas Programables
El Contador Rápido 0 (HSC0 ): El Contador REl Contador Ráápido 0 (HSC0 ): pido 0 (HSC0 ):
ARQUITECTURA INTERNA DEL CONTADOR RÁPIDO 0 HSC0
ARQUITECTURA INTERNA DEL CONTADOR RARQUITECTURA INTERNA DEL CONTADOR RÁÁPIDO 0 PIDO 0 HSC0HSC0
Frecuencia máxima = 2Khz
CONTADOR RÁPIDO 0HSC0
CONTADOR RÁPIDO 0HSC0
REG. DE VALOR ACTUALREG. DE VALOR ACTUAL
REGISTRO DEL PRESETREGISTRO DEL PRESET
SM36.7SM36.7
SM36.6SM36.6
SM36.5SM36.5
BYTE DE CONTROL SM37
BYTE DE STATUS SM36
CA (SMB38-SMB41)
PV (SMB42-SMB45)
I0.0 Up /Down
Carga conteo inicial
Carga Preset
Valor inicial (32 bits)
Preset nuevo ( 32 bits)
CLK
Up/Down
Int:CA=PV
CA>PV
Run/stopRun/stop Carga
inicio
Cargainicio
Cargapreset
Cargapreset
CargaUp/Dn
CargaUp/Dn Up/Dn
Up/Dn
No usados
Carlos Canto Q.Facultad de Ciencias / UASLP
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LOS CONTADORES RÁPIDOS HSC1 Y HSC2:
CONTADOR ASCENDENTE /DESCENDENTE DE 32 BITS
CAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO IMPLEMENTADO CON ENTRADA EXTERNA Y POR PROGRAMA USANDO MARCAS ESPECIALES.
FRECUENCIA MÁXIMA DE CONTEO ENTRE 7 Y 10 KHZ, DEPENDIENDO DEL MODELO DE PLC.
TIENE ENTRADAS EXTERNAS DE:RELOJES (PUEDEN SER DE 2 FASES A/B)RESETARRANQUECAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO.
SE PROGRAMAN EN 12 MODOS DIFERENTES.
SE GENERAN INTERRUPCIONES CUANDO:EL CONTEO ACTUAL (CA) ALCANZA EL VALOR DEL PRESET (PV) HAY CAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO
O SE PUSO A CEROS EL CONTADOR.
LOS CONTADORES RLOS CONTADORES RÁÁPIDOS HSC1 Y HSC2:PIDOS HSC1 Y HSC2:
CONTADOR ASCENDENTE /DESCENDENTE DE 32 BITSCONTADOR ASCENDENTE /DESCENDENTE DE 32 BITS
CAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO IMPLEMENTADO CON ENTRADA EXTERNA Y PCAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO IMPLEMENTADO CON ENTRADA EXTERNA Y POR OR PROGRAMA USANDO MARCAS ESPECIALES.PROGRAMA USANDO MARCAS ESPECIALES.
FRECUENCIA MFRECUENCIA MÁÁXIMA DE CONTEO ENTRE 7 Y 10 KHZ, DEPENDIENDO DEL MODELO DE XIMA DE CONTEO ENTRE 7 Y 10 KHZ, DEPENDIENDO DEL MODELO DE PLC.PLC.
TIENE ENTRADAS EXTERNAS DE:TIENE ENTRADAS EXTERNAS DE:RELOJES (PUEDEN SER DE 2 FASES A/B)RELOJES (PUEDEN SER DE 2 FASES A/B)RESETRESETARRANQUEARRANQUECAMBIO DE SENTIDO DE CONTEOCAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO..
SE PROGRAMAN EN 12 MODOS DIFERENTES.SE PROGRAMAN EN 12 MODOS DIFERENTES.
SE GENERAN INTERRUPCIONES CUANDO:SE GENERAN INTERRUPCIONES CUANDO:EL EL CONTEO ACTUALCONTEO ACTUAL (CA) ALCANZA EL VALOR DEL (CA) ALCANZA EL VALOR DEL PRESETPRESET (PV) (PV) HAY CAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO HAY CAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO
O SE PUSO A CEROS EL CONTADOR. O SE PUSO A CEROS EL CONTADOR.
Carlos Canto Q.Facultad de Ciencias / UASLP
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Bit de estado para valor actual mayor que valor predeterminado:
0 = menor o igual; 1 = mayor que
SM56.7SM46.7SM36.7
Bit de estado para valor actual igual que valor predeterminado:
0 = diferente; 1 = igual
SM56.6SM46.6SM36.6
Bit de estado para sentido de contaje:
0 = contaje atras; 1 =contaje adelante
SM56.5 SM46.5SM36.5
No se utilizaSM56.4SM46.4SM36.4
No se utilizaSM56.3SM46.3SM36.3
No se utiliza SM56.2SM46.2SM36.2
No se utiliza SM56.1SM46.1SM36.1
No se utiliza .SM56.0SM46.0SM36.0
DescripciónHSC2HSC1HSC0
Bits de estado de los contadores HSC0, HSC1 y HSC2Bits de estado de los contadores HSC0, HSC1 y HSC2
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Habilitar el contador rápido:
0 = inhibir el contador rápido; 1 = habilitar el contador rápido
SM57.7SM47.7SM37.7
Escribir el nuevo valor actual en el contador rápido:
0 = no actualizar; 1 = actualizar el valor actual
SM57.6SM47.6SM37.6
Escribir el nuevo valor predeterminado en el contador rápido:
0 = no actualizar; 1 = actualizar el valor predeterminado
SM57.5 SM47.5SM37.5
Escribir el sentido de contaje en el contador rápido:
0 = no actualizar; 1 = actualizar el sentido de contaje
SM57.4SM47.4SM37.4
Bit de control para el sentido de contaje:
0 = contaje atrás; 1 = contaje adelante
SM57.3SM47.3SM37.3
No se utiliza tras ejecutar HDEF (nunca utilizado por HSC0).SM57.2SM47.2SM37.2
No se utiliza tras ejecutar HDEF (nunca utilizado por HSC0).SM57.1SM47.1SM37.1
No se utiliza tras ejecutar HDEF (nunca utilizado por HSC0).SM57.0SM47.0SM37.0
DescripciónHSC2HSC1HSC0
Bits de control de HSC0, HSC1 y HSC2Bits de control de HSC0, HSC1 y HSC2
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Carlos Canto Quintal
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Carlos Canto Q.Facultad de Ciencias / UASLP
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Modo 5:contador Up/Down Fase simple con control de sentido de
conteo, arranque y reset externos
RunRun
ResetReset
Up
Down
Contador RápidoValor actualValor actual
Valor de presetValor de preset
controlcontrol
Valor actual = preset
StatusStatusArranque
Clk
Up/down
Contador rápido
HSC1 o HSC2
Contador rápido
HSC1 o HSC2
Carlos Canto Q.Facultad de Ciencias / UASLP
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Modo 8:contador doble Fase con entradas de reloj up/down separadas
entradas de arranque y reset externos
RunRun
ResetReset
Up
Down
Contador RápidoValor actualValor actual
Valor de presetValor de preset
controlcontrol
Valor actual = preset
StatusStatus
Arranque
Clk Up
Clk Down
Contador rápido
HSC1 o HSC2
Contador rápido
HSC1 o HSC2
MODALIDADES DE CONFIGURACIÓN DE LOS CONTADORES RÁPIDOS
HSC1 Y HSC2
Carlos CantoFacultad de Ciencias/UASLP
CONTADOR RÁPIDOHSC1 Ó HSC2
CONTADOR RÁPIDOHSC1 Ó HSC2
RESET
CLK
SENTIDO
RESET
START
CLK UP/DOWN
Modo 5
CLK FASE ACONTADOR RÁPIDO
HSC1 Ó HSC2
CONTADOR RÁPIDOHSC1 Ó HSC2
RESET
START
CLK FASE B
RESET
90°
FASE A
FASE BModo 11
CONTADOR RÁPIDOHSC1 Ó HSC2
CONTADOR RÁPIDOHSC1 Ó HSC2
RESET
START
CLK UP
CLK DOWN
UP
DOWN
RESET
Modo 8
CONTADOR RÁPIDOHSC1 Ó HSC2
CONTADOR RÁPIDOHSC1 Ó HSC2
RESET
CLK
RESET
CLK
START
up/down
internointerno
Modo 2
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Ejemplo de aplicaciEjemplo de aplicacióón de un contador rn de un contador ráápidopido
Actuador de posición
� Asumiendo que el encoder genera 600 pulsos por revolución, y
al motor le toma 1000 revoluciones para mover el objeto de una
posición numerada a la siguiente. Para mover el objeto de la
posición 1 a la posición 6 le tomará al motor 5000 revoluciones.
� El contador deberá ser programado por lo tanto, para contar
3;000,000 de pulsos (5000 revoluciones x 600 pulsos por
revolución) para parar el motor
Posicionamiento� Tenemos un motor controlado con la salida del PLC. El eje del motor está conectado a un
encoder y a un actuador de posición.
� El encoder emite una serie de pulsos conforme el motor gira. En este ejemplo, el programa moverá un objeto de la posición 1 a la posición 6
Encoders incrementales
Para sensar la velocidad, posición y sentido de giro de un motor, usando un PLC’s, una técnica muy común es usar encoders increnmentales y contadores rápidos.
Carlos Canto Q.Facultad de Ciencias / UASLP
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PROGRAMACIÓN DE LOS CONTADORES RÁPIDOSPROGRAMACIPROGRAMACIÓÓN DE LOS CONTADORES RN DE LOS CONTADORES RÁÁPIDOSPIDOS
La operación Definir modo para contador rápido (HDEF) asigna un modo (MODE) al contador direccionado (HSC).Por cada contador rápido sólo puede utilizarse un cuadro HDEF.
EN
HSC
MODE
HDEF
HSCEN
N
La operación Activar contador rápido (HSC) configura y controla el funcionamiento del contador direccionado, basándose en el estado de las marcas especiales del mismo. El parámetro N indica el número del contador rápido.
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Ajustar los valores actuales y predeterminadosAjustar los valores actuales y predeterminadosCada contador rápido dispone de un valor actual y un valor predeterminado
de 32 bits cada uno.
Ambos son valores enteros con signo.
Para cargar un nuevo valor actual o predeterminado en el contador rápido es preciso activar el byte de control y los bytes de las marcas especiales que contienen los valores actuales y/o predeterminados.
Después se ejecuta la operación HSC para transferir los nuevos valores al contador rápido.
Además de los bytes de control y de los bytes que contienen los nuevos valores predeterminados y actuales, también es posible leer el valor actual de cada contador rápido, utilizando el tipo de datos HC (valor actual del contador rápido) seguido del número de contador (0, 1 ó 2). Ello permite acceder directamente al valor actual para operaciones de lectura.
Por el contrario, dicho valor sólo se puede escribir utilizando la operación HSC.
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Cambio de Sentido ( modos 0, 1 ó 2 )Para configurar el cambio de sentido HSC1 como
contador de fase simple con control interno del sentido de contaje (modos 0,1 ó 2):
1. Cargue SM47 para ajustar el sentido de contaje deseado:SM47 = 16#90 Habilita el contador.
Ajusta el sentido de contaje atrás.SM47 = 16#98 Habilita el contador.
Ajusta el sentido de contaje adelante.
2. Ejecute la operación HSC para que el sistema de automatización S7-200 programe el contador HSC1.
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Cargar nuevo valor actual (cualquier modo)Cargar nuevo valor actual (cualquier modo)Cargar nuevo valor actual (cualquier modo)
Para modificar el valor actual del contador HSC1 (cualquier modo): Si se modifica el valor actual, el contador se inhibirá automáticamente. Mientras está inhibido el contador, no cuenta ni tampoco se generan interrupciones.
1. Cargue SM47 para escribir el valor actual deseado.SM47 = 16#C0 Habilita el contador.Escribe el nuevo valor actual.
2. Cargue el valor actual deseado en SM48 (valor de palabra doble) (cargue 0 para borrar la marca).
3. Ejecute la operación HSC para que el sistema de automatización S7-200 programe el contador HSC1.
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Cargar nuevo valor predeterminado Cargar nuevo valor predeterminado (cualquier modo)(cualquier modo)
Para modificar el valor predeterminado de HSC1 (cualquier modo):
1. Cargue SM47 para escribir el valor predeterminado deseado.
SM47 = 16#A0 Habilita el contador.
Escribe el nuevo valor predeterminado.
2. Cargue el valor predeterminado deseado en SM52 (valor de palabra doble).
3. Ejecute la operación HSC para que el sistema de automatización S7-200 programe el contador HSC1.
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Inhibir un contador rápido (cualquier modo)
Para inhibir el contador rápido HSC1 (cualquier modo):
1. Cargue SM47 para inhibir el contador.
SM47 = 16#00 Inhibe el contador.
2. Ejecute la operación HSC para inhibir el contador.
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Cada contador dispone de
entradas que soportan funciones
tales como relojes, control del
sentido, puesta a 0 y arranque.
Para los contadores de dos fases,
ambos relojes pueden funcionar a
máxima frecuencia. Los
contadores A/B permiten elegir
una velocidad simple (1x) o
cuádruple (4x) para el contaje.
Todos los contadores funcionan a
velocidades máximas sin
interferirse mutuamente.
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Ejemplo contador rápidoEjemplo contador rEjemplo contador ráápidopidoEjemplo de inicialización de HSC1
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SMB0: Bits de estadoSMB0: Bits de estadoSMB0 contiene ocho bits de estado que la CPU S7-200 actualiza
al final de cada ciclo.
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