nombre del docente: jonathan quiroga tinoco · figura 1.10 acceso a los datos del temporizador...

Desarrollado por Ing. Jonathan Quiroga Tinoco

Nombre del docente: Jonathan Quiroga Tinoco

Nombre del módulo: Automatización de

Sistemas Electromecánicos

Grupo: P.T.B. en Electromecánica 6202

Unidad de aprendizaje: 2. Automatización de

los subsistemas de los sistemas

electromecánicos

Resultado de aprendizaje: Automatizar

subsistemas de los sistemas electromecánicos,

mediante la implementación de circuitos de

control de acuerdo con su tipo y

características de funcionamiento, para su

adecuado manejo en procesos industriales.

Objetivo del material: Que le sirva al

estudiante como un manual durante el

desarrollo de todos los temas para ser

utilizado durante las prácticas de dicha unidad.

Fecha de elaboración: 10 de febrero de 2011.


2


i

Objetivo Terminal: Al término del módulo los estudiantes

manejarán las funciones básicas de un PLC utilizando el diagrama de escalera para resolver problemas de automatización y mantenimiento industrial.

Objetivos Específicos:

Al término del primer tema los participantes identificarán al 90% la estructura interna y externa de un PLC siguiendo los lineamientos dadas por el fabricante.

Al término del segundo tema los participantes emplearán al 95% el diagrama de escalera para resolver los problemas de automatización ejemplificados en el curso siguiendo las reglas establecidas por los diagramas de escalera.

Al término del tercer tema los participantes manejarán al 90% el software de programación para editar, verificar, monitorear el diagrama de escalera y comunicarse con el PLC de acuerdo a las características dadas por el fabricante.

Al término del cuarto tema los participantes programarán y manejarán al 85% las funciones básicas del PLC en aplicaciones prácticas a través del diagrama de escalera y de acuerdo a las especificaciones dadas por el fabricante.


ii

CONTENIDO TEMÁTICO

CONTENIDO TEMÁTICO ............................................................................................ ii

INTRODUCCIÓN GENERAL ....................................................................................... 1

CAPITULO 1 CONCEPTOS BÁSICOS DE CONTROLADORES PROGRAMABLES

.......................................................................................................................................... 2

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 2

1.1 TERMINOS EMPLEADOS EN PLC´s .......................................................... 3

FUNCIONES COMBINACIONALES ................................................. 5

FUNCIONES DE SECUENCIA ........................................................... 5

FUNCIONES DE CRONOMETRAJE ................................................. 5

FUNCIONES DE CONTEO .................................................................. 5

FUNCIONES ARITMÉTICAS ............................................................. 5

CPU (Unidad Central de Procesamiento) ............................................ 6

I/0 INDICACIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS (INPUT/

OUTPUT) ................................................................................................ 6

DÍGITO BINARIO (BIT) ...................................................................... 6

SEÑAL ANALÓGICA ........................................................................... 6

BYTE ....................................................................................................... 6

WORD ..................................................................................................... 6

MEMORIA ............................................................................................. 6

SECCIÓN DE ENTRADAS .................................................................. 6

SECCIÓN DE SALIDAS ....................................................................... 7

LÓGICA DE CONTROL ...................................................................... 7

FUENTES ................................................................................................ 7

PROGRAMADOR ................................................................................. 7

PERIFÉRICOS ....................................................................................... 7

TIEMPO DE BARRIDO (SCAN) ......................................................... 8

1.2 RECONOCIMIENTO DEL HARDWARE ................................................ 9

1.2.1 Módulos más importantes de un PLC .......................................... 9

1.2.2 Módulos de Ampliación ............................................................... 10

1.2.3 Montaje del PLC ........................................................................... 11

1.3 SISTEMAS NUMÉRICOS ............................................................................ 13

1.3.1 Sistema Binario, Octal y Hexadecimal ....................................... 13

1.3.2 Conversiones rápidas entre los sistemas Binario, Octal y

Hexadecimal .................................................................................................. 14

1.4 DIRECCIONAMIENTO ............................................................................. 15

1.4 .1 Acceder a los datos a través de direcciones ...................................... 15

1.4.2 Representación numérica .................................................................. 17

1.4.3 Direccionamiento de la imagen del proceso de las entradas (I) ..... 17

1.4.4 Direccionamiento de la imagen del proceso de las salidas (Q) ........ 17

1.4.5 Direccionamiento de la memoria de variables (V) ........................... 18


iii

1.4.6 Direccionamiento del área de marcas (M) ....................................... 18

1.4.7 Direccionamiento de los relés de control secuencial (S) .................. 18

1.4.8 Direccionamiento de las marcas especiales (SM)............................. 18

1.4.9 Direccionamiento del área de temporizadores (T) .......................... 19

Figura 1.10 Acceso a los datos del temporizador SIMATIC ............ 20

1.4.10 Direccionamiento de los contadores (C) ........................................ 20

1.4.11 Direccionamiento de las entradas analógicas (AI) ....................... 21

1.4.12 Direccionamiento de las salidas analógicas (AQ) ......................... 21

1.4.13 Entradas y Salidas Integradas y Adicionales. ............................... 22

1.5 CONEXIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS .............................................. 26

1.5.1 Cableado de campo ....................................................................... 27

1.5.2 Reglas de carácter general ................................................................. 27

1.5.3 Reglas de puesta a tierra .................................................................... 28

1.5.4 Reglas para la instalación con corriente alterna.............................. 29

1.5.5 Reglas para la instalación con corriente continua ......................... 30

1.5.6 RECOMENDACIONES DE CABLEADO ...................................... 32

1.5.7 Proteger transistores en DC............................................................... 32

1.5.8 Alimentación de corriente .................................................................. 33

1.5.9 Requisitos de alimentación ................................................................ 34

1.5.10 Precaución ......................................................................................... 34

1.6 CICLO DE OPERACIÓN ............................................................................ 35

1.6.1 Leer las entradas digitales ................................................................. 36

1.6.2 Ejecutar el programa ................................................................. 36

1.6.3 Procesar las peticiones de comunicación .................................. 36

1.6.4 Efectuar el autodiagnóstico de la CPU ............................................ 37

1.6.5 Escribir en las salidas digitales .......................................................... 37

CONCLUSIÓN ............................................................................................................. 37

CAPÍTULO 2 DIAGRAMA DE ESCALERA .............................................................. 38

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 38

2.1 DESCRIPCIÓN DEL DIAGRAMA DE ESCALERA ............................... 39

DIAGRAMA LINEAL O DE ESCALERA ....................................... 40

2.2 REGLAS PARA DIAGRAMAS DE ESCALERA ..................................... 40

2.3 EJEMPLOS PRÁCTICOS ........................................................................... 41

CONCLUSIÓN ............................................................................................................. 41

CAPITULO 3 EDITOR DE PROGRAMA ................................................................... 42

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 42

3.1 DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE ............................................................ 43

3.1.1 Lenguajes y editores de programación S7-200 .......................... 43

3.1.2 Diferencias entre las operaciones SIMATIC e IEC 1131–3 ......... 46

3.1.3 Configurar la comunicación utilizando el cable PC/PPI ................ 47


iv

3.2 CREACIÓN, EDICIÓN, VERIFICACIÓN, DESCARGA Y

MONITORIZACIÓN DE UN PROYECTO ..................................................... 52

3.2.1 Crear y guardar un proyecto .............................................................. 52

3.2.2 EDICIÓN ............................................................................................. 53

3.2.3 DESCARGA ........................................................................................ 57

3.2.4 MONITOREO .................................................................................... 58

3.3 DOCUMENTACIÓN .................................................................................... 61

CONCLUSIÓN ............................................................................................................. 62

CAPITULO 4 PROGRAMACIÓN DE FUNCIONES BÁSICAS ............................... 63

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 63

4.1 OPERACIONES DE CONTACTOS Y SALIDAS ..................................... 64

4.2 Operaciones de temporización ..................................................................... 71

4.3 OPERACIONES DE COMPARACIÓN ..................................................... 75

4.4 Operaciones con contadores ........................................................................ 77

4.5 OPERACIONES DE MANEJO DE DATOS .............................................. 80

4.6 OPERACIONES DE CONTROL DE PROGRAMA ............................ 86

CONCLUSIÓN ............................................................................................................. 98

CONCLUSIONES GENERALES .............................................................................. 100

ANEXO A GUÍA RÁPIDA DE CARACTERÍSTICAS DE LOS CPU’S 200 ........... 101

ANEXO B “EJERCICIOS” ........................................................................................ 104

ANEXO C MODULO ANALÓGICO EM 235 ........................................................... 112

ANEXO D“EVALUACIONES” .................................................................................. 118

BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 125


1

INTRODUCCIÓN GENERAL

El curso que usted esta apunta de tomar, le permitirá comenzar adentrarse en el

basto mundo de los PLC’s, con esto usted obtendrá los conocimientos básicos acerca de

cómo seleccionar, manipular, controlar y programar un PLC casí de cualquier

fabricante, por lo cual estará incrementando su preparación profesional que le ayudará a

obtener un nivel más competitivo tal como lo demandan los tiempos modernos.

En este curso usted aprenderá a identificar, conectar, seleccionar, usar el

software de programación, manipular las instrucciones básicas y realizar automatismos

con cierto grado de dificultad.

Para lograr esto, este manual lo guiará paso a paso en su aprendizaje para lo

cual, este material ha sido dividido en cuatro capítulos donde cada en cada uno de ellos

abarca los temas de una manera clara y concisa para que usted los entienda y pueda

trabajar.

Recuerde que el material aquí proporcionado lejos de ser una receta de cocina,

es un manual de estudio que le servirá a usted como un respaldo teórico el cual podrá

utilizar cuando quiera saber o conocer de algo más a fondo.


2

CAPITULO 1 CONCEPTOS BASICOS DE CONTROLADORES

PROGRAMABLES

Objetivo: Al término del primer tema los participantes identificarán al 90% la

estructura interna y externa de un PLC siguiendo los lineamientos dadas por el

fabricante.

Lo que usted me cuenta es la falta de un joven que siempre exagera

sus primeros éxitos; pero la presunción disminuye, cuando el conocimiento

crece.

Joseph Louis Lagrange

INTRODUCCIÓN

En el siguiente capítulo, se obtendrán los conocimientos básicos y primarios

para poder identificar un PLC con esto, usted podrá empezar a familiarizarse con los

diversos componentes que lo conforman, así como su funcionamiento y utilidad de

cada uno de ellos.

Una vez adentrados en el tema se trabajará con la terminología más comúnmente

utilizada en el lenguaje del PLC, tendremos ejercicios donde se aprenderá a reconocer e

identificar fácilmente sus componentes, así mismo aprenderemos a utilizar los sistemas

numéricos más utilizados en el lenguaje electrónico los cuales nos serán útiles en el

entendimiento y programación del PLC, veremos la forma normalizada que utiliza este

tipo de PLC para direccionar su memoria lo cual nos servirá para declarar I/O, timmer,

contadores, bits auxiliares etc. También analizaremos el ciclo de operación del PLC

para entender como es que el PLC lee sus entradas ejecuta su programa y asigna salidas.

Se mostrarán y se ejemplificarán las formas en como cablear y conectar las tarjetas de

entrada y salida.

Una vez revisado este capítulo, el participante podrá identificar los componentes

del PLC, así como trabajar el direccionamiento de la memoria del PLC, con lo cual el

participante estará preparado para comenzar a realizar pequeños diagramas de escalera.

En el Capítulo I comenzamos por hacer una revisión del los términos más empleado en

el PLC. En el 1.2 se realiza un reconocimiento de todos los componentes externos de un

PLC. En el 1.3 se manejan los sistemas numéricos empleados en el PLC. En el 1.4 Se

maneja el direccionamiento de la memoria RAM, ROM y terminales de entrada y salida

de un PLC En el 1.5 se revisan y manejan las conexiones de eléctricas entre las salidas

y entradas del PLC con los diferentes tipos sensores y actudores. Y por último en el 1.6

observamo las etapas de trabajo de un PLC.


3

NATIONAL ELECTRICAL MANUFACTURES ASSOCIATION (NEMA) define

al controlador lógico programable como un instrumento electrónico digital con una

memoria programable para almacenar instrucciones que desarrollan funciones

especificas tales como: combinacional, secuencia, cronometraje, conteo y aritmética

para controlar maquinas o procesos.

1.1 TERMINOS EMPLEADOS EN PLC´s

Antes de proseguir con la descripción de las distintas funciones del PLC es

recomendable hacer mención de algunos términos altamente utilizados en el desarrollo

de la electrónica digital. Entre los términos mas empleados se encuentra la palabra

“lógica binaria”.

La lógica binaria trata con variables que toman dos valores discretos; los cuales pueden

designarse como verdadero y falso, encendido y apagado, etc.; pero para mayor

comodidad se pueden identificar como 1 y 0.

La manipulación de la lógica binaria se realiza mediante compuertas lógicas, las cuales

se pueden presentar como la generación de una señal de salida (Z) dependiendo de

directamente de las combinaciones de los valores de entrada(X e Y).

El uso de las variables binarias y la aplicación de la lógica binaria se demuestra por los

circuitos con interruptores de la siguiente figura.

Figura.-1.1 Circuitos simuladores de compuertas AND y OR


4

Figura.-1.2 Tablas de verdad de distintas compuertas lógicas

En el momento que lo indique el instructor realizará la tabla de verdad, el circuito

eléctrico de las funciones NOR, XOR y NOR exclusiva.


5

FUNCIONES COMBINACIONALES

Una función combinacional esta constituido por compuertas lógicas, cuyas

salidas en todo momento están determinadas en forma directa por la combinación de las

señales de entrada, sin tomar en cuenta las combinaciones anteriores.

FUNCIONES DE SECUENCIA

La lógica secuencial consta de elementos de memoria para formar una

trayectoria de retroalimentación. Los elementos de memoria son dispositivos con la

capacidad de almacenar información, la cual define en cualquier momento el estado del

circuito secuencial. El circuito secuencial además de recibir las señales de entradas

externas, tiene como señal adicional la señal del estado presente, los cuáles determinan

el estado siguiente. Por tanto una lógica secuencial esta asignada por una secuencia de

tiempo de entradas, salidas y estado internos.

FUNCIONES DE CRONOMETRAJE

Dicha función es conocida comúnmente como temporización; que puede definir

como una maquina secuencial la cual tiene pulsos de entrada constantes (provenientes

de un reloj) a una velocidad constante y además en donde el usuario puede definir el

número de estados que tiene que cruzar la maquina secuencial, sin importan otro tipo de

entradas, mas que el puro pulso de reloj. Al término de todos los estados, (fin de

cuenta), el temporizador, genera un cambio de nivel en la señal de salida. Son

utilizados básicamente para generar bases de tiempo mas exactas que los sistemas

analógicos.

FUNCIONES DE CONTEO

Un circuito secuencial que se ejecuta por una serie de pasos prescrita de estados,

bajo la aplicación de pulsos de entrada se denomina contador Los pulsos de entrada,

comúnmente llamados pulsos de conteo, pueden ser pulsos de reloj o pueden originarse

con una fuente externa y pueden ocurrir en intervalos de tiempo fijo o aleatorios. En la

función contador la secuencia de estados es casi siempre un conteo binario, la aplicación

de esta función es para contar el numero de ocurrencias de un evento y son útiles para

controlar secuencias de operaciones en sistemas digitales.

FUNCIONES ARITMÉTICAS

Una función aritmética se puede considerar como las operaciones ejecutadas con

los datos almacenados en registros. Una operación aritmética es una instrucción

elemental, realizada durante un pulso de reloj, con la información almacenada en uno o

mas registros y el resultado de la operación reemplaza la información binaria de un

registro. Algunos ejemplos de operaciones aritméticas son: suma, resta, multiplicación,

división, desplazamiento, cuenta, aclaramientos.


6

CPU (Unidad Central de Procesamiento)

Unidad donde se manipulan todos los datos.

I/0 INDICACIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS (INPUT/ OUTPUT)

Este término se usa para describir los dispositivos que usa el PLC para comunicarse con

el mundo real.

DÍGITO BINARIO (BIT)

Señal que sólo tiene 2 niveles (ALTO/BAJO, ON/OFF, 1/0).

SEÑAL DIGITAL

Es una función discontinua en el tiempo y sólo puede tener dos valores uno y cero.

SEÑAL ANALÓGICA

Es una señal compuesta por un número infinito de valores y es continua en el tiempo.

BYTE

Conjunto de ocho bits.

WORD

Conjunto de dieciséis bits.

MEMORIA

Dispositivo donde se almacena la información.

Estáticas

RAM (Memoria de Acceso Aleatorio)

Dinámicas

MEMORIAS

PROM

ROM (Memoria de sólo Lectura) EPROM

EEPROM

SECCIÓN DE ENTRADAS

Mediante la interfase adapta y codifica de manera “comprensible” para la CPU,

las señales procedentes de los sensores. También protege al PLC ya que lo aísla

eléctricamente.


7

SECCIÓN DE SALIDAS

Decodifica las señales procedentes de la CPU (donde se encuentra programada la

lógica de control) y controla con ella los dispositivos de salida o actuadores. También protege al PLC ya que aísla eléctricamente.

LÓGICA DE CONTROL

Son todas aquellas decisiones que debe tomar el controlador, basados en las

entradas para poder determinar que salidas se deben activar.

FUENTES

Adapta la tensión de la red a la de funcionamiento de circuitos electrónicos.

PROGRAMADOR

Es un dispositivo que permite introducir un programa al controlador. Tal programa es la

lógica de control que se realiza a través de un diagrama de escalera equivalente.

Por medio del programador se realiza y modifica el programa de la lógica de

control, se monitorea su funcionamiento y se puede cambiar los tiempos y valores

preseleccionados de temporizadores y contadores.

PERIFÉRICOS

Son elementos auxiliares físicamente independientes del controlador que se pueden unir

a este para realizar una función específica o ampliar su campo de aplicación y/o facilitar

su utilización.

VENTAJAS DE USAR PLC’s

Ocupan menos espacio

Tiempo de vida mayor

Eficiente

Confiable

Versátil

Menor mantenimiento

Puede almacenar información

Fácil instalación

Menor consumo de energía

Facilidad de monitorear un proceso a distancia.


8

Tamaño del PLC

Por el número de entradas y salidas.

Capacidad de memoria.

Tipo de microprocesador.

Selección de un PLC

Costo.

Capacidad de memoria.

Capacidad de expansión.

Número de entradas y salidas.

Alimentación.

Ambiente de operación (Temperatura, humedad, etc)

Capacidad de manejar Entradas/Salidas analógicas.

Voltaje y corriente de salidas.

Forma de programación y forma de almacenar programas.

Número de elementos temporizadores y contadores que se pueden utilizar.

Características de los PLC’s

Salidas en base a:

Relevador (C.A., C.D.)

Transistor (C.D.)

Triac (C.A.)

Alimentación:

24 VDC, 110 VAC, 220VAC

Entradas y salidas aisladas eléctricamente.

Temperaturas de Operación:

-15°C a 65°C

TIEMPO DE BARRIDO (SCAN)

Es el tiempo que tarda el PLC para procesar un 1 Kbyte de memoria de programa.


9

1.2 RECONOCIMIENTO DEL HARDWARE

1.2.1 Módulos más importantes de un PLC

La fuente de alimentación le proporciona corriente a la unidad central y a los

módulos de ampliación conectados

Las entradas y salidas controlan el sistema de automatización. Las entradas

vigilan las señales de los aparatos de campo (p.ej. sensores e interruptores) y las salidas

supervisan las bombas, motores u otros dispositivos del proceso.

La CPU es un aparato autónomo compacto que comprende una unidad central

de procesamiento (CPU), la fuente de alimentación, así como entradas y salidas

digitales. La CPU ejecuta el programa y almacena los datos para la tarea de

automatización o el proceso.

La interface de comunicación permite conectar la CPU a una unidad de

programación o a otros dispositivos. Algunas CPUs disponen de dos interfaces de

comunicación.

Los diodos luminosos indican el modo de operación de la CPU (RUN o STOP),

el estado de las entradas y salidas integradas, así como los posibles fallos del sistema

que se hayan detectado.

En la figura 1.3 se puede observar el diagrama a bloques de módulos que

integran la parte esencial de un sistema a base de un controlador lógico programable.

PLC.

INTERFACE COM

En

Fuente CPU

de poder

OUT

BUS DE DATOS

I10 MODULO

PORT EXPANSOR

Figura 1.3 Diagrama de bloques de los módulos importantes del PLC


10

1.2.2 Módulos de Ampliación

Los módulos de ampliación para las CPU ofrecen un número determinado de

entradas y salidas integradas. Si se conecta un módulo de ampliación se dispondrá de

más entradas y salidas.

Como se muestra en la figura 1-4, los módulos de ampliación disponen de un

conector de bus para su unión al aparato central.

Figura 1.4


11

1.2.3 Montaje del PLC

Disposición

Los sistemas de automatización se pueden disponer en un tablero de distribución

o sobre un perfil soporte, de forma horizontal o vertical. Con objeto de flexibilizar aún

más el montaje, se ofrecen también cables de conexión para los módulos de ampliación

(módulos E/S). En la figura 1.5 se muestran dos ejemplos típicos de disposición.

Figura 1.5 Disposición de sistema de PLC

Espacio necesario para montar una CPU

Al proyectar el montaje se deberán respetar las siguientes directrices:

Para las CPUs y los módulos de ampliación se ha previsto la ventilación por

convección natural. Por lo tanto, se deberá dejar un margen mínimo de 25 mm

por encima y por debajo de las unidades para garantizar su ventilación (v. figura

1.6). El funcionamiento continuo a una temperatura ambiente máxima y con una

carga muy elevada reduce la vida útil de cualquier dispositivo electrónico.

Si el CPU se instala en un tablero de distribución, el espesor mínimo de éste

último deberá ser de 75 mm (v. figura 1.6).

Si tiene pensado instalar módulos de ampliación, deberá dejar un margen

mínimo de 25 mm de ambos lados de la unidad para poder montar y

desmontarlos. El espacio adicional se requiere para acoplar y desacoplar el

conector de bus.

Al proyectar la disposición de los aparatos, prevea suficiente espacio para el

cableado de las entradas y salidas, así como para las conexiones de los cables de

comunicación.


12

Figura 1.6 Instalación del PLC en gabinetes.


13

1.3 SISTEMAS NUMÉRICOS

1.3.1 Sistema Binario, Octal y Hexadecimal

Estos sistemas son los más comúnmente utilizados en las máquinas digitales,

tales como: los microprocesadores, microcontroladores, computadoras y controladores

lógicos programables. A continuación se muestra su procedimiento de cuenta.

PROCEDIMIENTO DE CUENTA EN BINARIO

Decimal Binario Decimal Binario Decimal Binario

0 0

1 1 11 1011 21 10101

2 10 12 1100 22 10110

3 11 13 1101 23 10111

4 100 14 1110 24 11000

5 101 15 1111 25 11001

6 110 16 10000 26 11010

7 111 17 10001 27 11011

8 1000 18 10010 28 11100

9 1001 19 10011 29 11101

10 1010 20 10100 30 11110

PROCEDIMIENTO DE CUENTA EN BASE 8

Decimal Octal Decimal Octal Decimal Octal Decimal Octal Decimal Octal

0 0

1 1 11 13 21 25 31 37 41 51

2 2 12 14 22 26 32 40 42 52

3 3 13 15 23 27 33 41 43 53

4 4 14 16 24 30 34 42 44 54

5 5 15 17 25 31 35 43 45 55

6 6 16 20 26 32 36 44 46 56

7 7 17 21 27 33 37 45 47 57

8 10 18 22 28 34 38 46 48 60

9 11 19 23 29 35 39 47 49 61

10 12 20 24 30 36 40 50 50 62


14

PROCEDIMIENTO DE CUENTA EN BASE HEXADECIMAL

Decima

l

Hex Decimal Hex Decimal Hex Decimal Hex Decimal Hex

0 0

1 1 11 A 21 15 31 1F 41 29

2 2 12 B 22 16 32 20 42 2A

3 3 13 C 23 17 33 21 43 2B

4 4 14 E 24 18 34 22 44 2C

5 5 15 F 25 19 35 23 45 2D

6 6 16 10 26 1A 36 24 46 2E

7 7 17 11 27 1B 37 25 47 2F

8 8 18 12 28 1C 38 26 48 30

9 9 19 13 29 1D 39 27 49 31

10 10 20 14 30 1E 40 28 50 32

1.3.2 Conversiones rápidas entre los sistemas Binario, Octal y Hexadecimal

Para convertir un número del binario al octal, se separa el número en grupos de 3

bits, y se sustituye cada grupo por su equivalente octal.

Para convertir un número del binario al hexadecimal, se separa el número en

grupos de 4 bits, y se sustituye cada grupo por su equivalente hexadecimal.

Cuando el instructor se lo indique realizará ejercicios de conversión decimal

binaria y de conversión rápida.


15

1.4 DIRECCIONAMIENTO

La CPU S7-200 almacena información en diferentes áreas de la memoria que

tienen direcciones unívocas. Es posible indicar explícitamente la dirección a la que se

desea acceder. El programa puede acceder entonces directamente a la información.

1.4 .1 Acceder a los datos a través de direcciones

Para acceder a un bit en un área de memoria es preciso indicar la dirección del

mismo, la cual está formada por un identificador de área, la dirección del byte y el

número del bit.

La figura 1.7 muestra un ejemplo de direccionamiento de un bit (denominado

también direccionamiento“byte.bit”). En el ejemplo, el área de memoria y la dirección

del byte ( I = entrada y 3 = byte 3) van seguidas de un punto decimal (”.”) que separa la

dirección del bit (bit 4).

1.7 Acceder a un bit de datos en la memoria de la CPU (direccionamiento ”byte.bit”)


16

Utilizando el formato de dirección de byte se puede acceder a los datos de

numerosas

áreas de la memoria de la CPU (V, I, Q, M, S y SM) en formato de bytes, palabras o

palabras

dobles.

La dirección de un byte, de una palabra o de una palabra doble de datos en la

memoria de la CPU se indica de forma similar a la dirección de un bit. Esta última está

formadapor un identificador de área, el tamaño de los datos y la dirección inicial del

valor del byte, de la palabra o de la palabra doble, como muestra la figura 1.8. Para

acceder a los datos comprendidos en otras áreas de la memoria de la CPU (p.ej. T, C,

HC y acumuladores) es preciso utilizar una dirección compuesta por un identificador de

área y un número de

elemento.

Figura 1.8 Acceso a la misma dirección en formato de byte, palabra y palabra doble


17

1.4.2 Representación numérica

La Tabla 1.9 muestra el margen de números enteros representables en diversos

tamaños de datos.

Los números reales (en coma flotante) se representan como números de precisión

simple de 32 bits, siendo su formato: +1,175495E–38 a +3,402823E+38 (positivo), y –

1,175495E–38 a –3,402823E+38 (negativo). A los valores de números reales se accede

en formato de palabra doble. Para obtener más información sobre los números reales (o

encoma flotante),

Tabla 1.9 Indicadores de tamaño (y sus respectivos márgenes de números enteros)

1.4.3 Direccionamiento de la imagen del proceso de las entradas (I)

La CPU lee las entradas físicas al comienzo de cada ciclo y escribe los

correspondientes valores en la imagen del proceso de las entradas. A ésta última se

puede acceder en formato de bit, byte, palabra o palabra doble.

Formato:

Bit I [direcc. del byte].[direcc. del bit] I0.1

Byte, palabra, palabra doble I [tamaño][direcc. del byte inicial] IB4

1.4.4 Direccionamiento de la imagen del proceso de las salidas (Q)

Al final de cada ciclo, la CPU copia en las salidas físicas el valor almacenado en la

imagen del proceso de las salidas. A ésta última se puede acceder en formato de bit,

byte, palabra o palabra doble.

Formato:

Bit Q [direcc. del byte].[direcc. del bit] Q1.1

Byte, palabra, palabra doble Q [tamaño][direcc. del byte inicial] QB5


18

1.4.5 Direccionamiento de la memoria de variables (V)

La memoria de variables (memoria V) se puede utilizar para depositar los

resultados intermedios calculados por las operaciones en el programa. La memoria V

también permite almacenar otros datos que pertenezcan al proceso o a la tarea actuales.

A la memoria de variables se puede acceder en formato de bit, byte, palabra o palabra

doble.

Formato:

Bit V [direcc. del byte].[direcc. del bit] V10.2

Byte, palabra, palabra doble V [tamaño][direcc. del byte inicial] VW100

1.4.6 Direccionamiento del área de marcas (M)

El área de marcas (memoria M) se puede utilizar en calidad de relés de control

para almacenar el estado inmediato de una operación u otra información de control. Al

área de marcas se puede acceder en formato de bit, byte, palabra o palabra doble.

Formato:

Bit M [direcc. del byte].[direcc. del bit] M26.7

Byte, palabra, palabra doble M [tamaño][direcc. del byte inicial] MD20

1.4.7 Direccionamiento de los relés de control secuencial (S)

Los relés de control secuencial (S) permiten organizar los pasos del funcionamiento de

una máquina en segmentos equivalentes en el programa. Los SCRs permiten segmentar

lógicamente el programa de usuario. A los relés de control secuencial (SCR) se puede

acceder en formato de bit, byte, palabra o palabra doble.

Formato:

Bit S [direcc. del byte].[direcc. del bit] S3.1

Byte, palabra, palabra doble S [tamaño][direcc. del byte inicial] SB4

1.4.8 Direccionamiento de las marcas especiales (SM)

Las marcas especiales permiten intercambiar datos entre la CPU y el programa.

Dichas marcas se puede utilizar para seleccionar y controlar algunas funciones

especiales de la CPU S7-200, tales como:


19

Una marca que se activa sólo en el primer ciclo.

Marcas que se activan y se desactivan en determinados intervalos.

Marcas que muestran el estado de operaciones matemáticas y de otras

operaciones.

el área de las marcas especiales se basa en bits, es posible acceder a los datos en formato

de bit, byte, palabra o palabra doble.

Formato:

Bit SM [direcc. del byte].[direcc. del bit] SM0.1

Byte, palabra, palabra doble SM [tamaño][direcc. del byte inicial] SMB86

1.4.9 Direccionamiento del área de temporizadores (T)

En las CPUs S7-200, los temporizadores son elementos que cuentan intervalos

de tiempo. Los temporizadores de las CPUs S7-200 tienen resoluciones (intervalos) de 1

ms, 10 ms y 100 ms. Hay dos variables asociadas a los temporizadores:

Valor actual: en este número entero de 16 bits con signo se deposita el valor de

tiempo contado por el temporizador.

Bit del temporizador (bit T): este bit se activa o se desactiva como resultado de

la comparación del valor actual con el valor de preselección. Este último se

introduce como parte de la operación del temporizador.

A estas dos variables se accede utilizando la dirección del temporizador (T + número

del temporizador). Dependiendo de la operación utilizada, se accede al bit del

temporizador o al valor actual. Las operaciones con operandos en formato de bit

acceden al bit del temporizador, en tanto que las operaciones con operandos en formato

de palabra acceden al valor actual. Como muestra la figura 1.10, la operación Contacto

normalmente abierto accede al bit del temporizador, en tanto que la operación Transferir

palabra (MOV_W) accede al valor actual del temporizador.

Formato: T [número del temporizador] T24


20

Figura 1.10 Acceso a los datos del temporizador SIMATIC

1.4.10 Direccionamiento de los contadores (C)

Los contadores de las CPUs S7-200 son elementos que cuentan los cambios de

negativo a positivo en la(s) entrada(s) de conteo. Hay tres tipos de contadores: uno que

cuenta sólo adelante, uno que cuenta atrás y uno que cuenta tanto adelante como atrás.

Hay dos variables asociadas a los contadores:

Valor actual: en este número entero de 16 bits con signo se deposita el valor de

conteo acumulado.

Bit del contador (bit C): este bit se activa o se desactiva como resultado de la

comparación del valor actual con el valor de preselección. El valor de

preselección se introduce como parte de la operación del contador.

A estas dos variables se accede utilizando la dirección del contador (C + número

del contador). Dependiendo de la operación utilizada, se accede al bit del contador o al

valor actual. Las operaciones con operandos en formato de bit acceden al bit del

contador, en tanto que las operaciones con operandos en formato de palabra acceden al

valor actual. Como muestra la figura 1.11, la operación Contacto normalmente abierto

accede al bit del contador, en tanto que la operación Transferir palabra (MOV_W)

accede al valor actual del contador.

Formato: C [número del contador] C20


21

Figura 1.11 Acceso a los datos del contador SIMATIC

1.4.11 Direccionamiento de las entradas analógicas (AI)

La CPU S7-200 convierte valores reales analógicos (p.ej. temperatura, tensión,

etc.) en valores digitales en formato de palabra (de 16 bits). A estos valores se accede

con un identificador de área (AI), seguido del tamaño de los datos (W) y de la dirección

del byte inicial. Puesto que las entradas analógicas son palabras que comienzan siempre

en bytes pares (p.ej. 0, 2, 4, etc.), es preciso utilizar direcciones con bytes pares (p.ej.

AIW0, AIW2, AIW4, etc.) para acceder a las mismas, como muestra la figura 1.12. Las

entradas analógicas son valores de sólo lectura.

Formato: AIW [dirección del byte inicial] AIW4

FIG. 1.12 Direccionamiento de entradas analógicas.

1.4.12 Direccionamiento de las salidas analógicas (AQ)

La CPU S7-200 convierte valores digitales en formato de palabra (de 16 bits) en

valores reales analógicos (p.ej. intensidad o tensión), proporcionales al valor digital. A

estos valores se accede con un identificador de área (AQ), seguido del tamaño de los

datos (W) y de la dirección del byte inicial. Puesto que las salidas analógicas son


22

palabras que comienzan siempre en bytes pares (p.ej. 0, 2, 4, etc.), es preciso utilizar

direcciones con bytes pares (p.ej. AQW0, AQW2, AQW4, etc.) para acceder a las

mismas, como muestra la figura 1.13. Las salidas analógicas son valores de sólo

escritura.

Formato: AQW [dirección del byte inicial] AQW4

Figura 1.13 Acceso a una salida analógica

1.4.13 Entradas y Salidas Integradas y Adicionales.

MICRO CPU 221

CPU 212

CPU 222

CPU 214

CPU 224

CPU 215

CPU 216

CPU 226

E/S IINTEGRADAS

6 DI / 4DO

8 DI / 4DO

8 DI / 4DO

14 DI / 10 DO

14 DI / 10 DO

14 DI / 10 DO

24 DI / 16 DO

24 DI / 16 DO

E/S IMAGEN MAXIMA

DIGITALES EXPANDIBLES

__ 64 DI / 64 DO

128 DI / 128 DO

64 DI / 64 DO

128 DI / 128 DO

64 DI / 64 DO

64 DI / 64DO

128 DI / 128DO

E/S IMAGEN MAXIMA

ANALOGICAS EXPANDIBLES

__ 16 AI / 16AO

16 AI / 16AO

16 AI / 16 AO

32 AI / 32AO

16 AI / 16 AO

16 AI / 16 AO

32 AI / 32 AO

NO. MAXIMO DE MODULOS

__ 2 2 7 7 7 7 7

La cantidad real de E/S que se puede contar con las CPUs se puede ver limitada

por el tamaño de la imagen del proceso, la cantidad d módulos de ampliación, la

corriente de 5V, y la cantidad de E/S físicas de cada componente.

A continuación realice los siguientes ejercicios de Entradas y salidas integradas

y adicionales: ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ


23

Imagen del proceso de las entradas y salidas asignada a E/S físicas:

Imagen del proceso de E/S que se pueden utilizar como marcas internas:



24





25

Imagen del proceso de E/S que no pueden utilizar como marcas internas:



26

Las entradas y salidas integradas de la unidad central (CPU) tienen direcciones

fijas. Para añadir a la CPU entradas y salidas adicionales, se pueden conectar módulos

de ampliación a la derecha de la CPU, formando una cadena de E/S. Las direcciones de

las E/S de cada módulo vienen determinadas por el tipo de E/S y la posición del módulo

en la cadena, con respecto al anterior módulo de entradas o de salidas del mismo tipo.

Por ejemplo, un módulo de salidas no afecta las direcciones de un módulo de entradas y

viceversa. Igualmente, los módulos analógicos no afectan el direccionamiento de los

módulos digitales y viceversa.

Los módulos de ampliación digitales reservan siempre un espacio de la imagen

del proceso en incrementos de ocho bits (un byte). Si un módulo no dispone de un punto

físico para cada bit de cada byte reservado, se pierden estos bits no utilizados y no se

pueden asignar a los módulos subsiguientes en la cadena de E/S. Por lo que respecta a

los módulos de salidas, los bits no utilizados en los bytes reservados pueden servir de

marcas internas (bits M). En cuanto a los módulos de entradas, los bits no utilizados en

los bytes reservados se ponen a cero cada vez que se actualizan las entradas, por lo que

no pueden servir de marcas internas.

Los módulos de ampliación analógicos se prevén siempre en incrementos de dos

puntos. Si un módulo no ofrece E/S físicas para cada uno de dichos puntos, se pierden

los mismos y no se pueden asignar a los módulos subsiguientes en la cadena de E/S.

Puesto que para las E/S analógicas no se prevé imagen del proceso, no hay ninguna

manera de aprovechar estas E/S no utilizadas. Todos los accesos de E/S analógicas se

establecen en el mismo instante de ejecutarse la operación.

1.5 CONEXIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS


27

1.5.1 Cableado de campo

Si durante la instalación u operaciones de sustitución de componentes o

conexiones no se desconectan todas las alimentaciones de los módulos del CPU y del

equipo asociado pueden producirse lesiones mortales o graves y/o daños en el equipo.

Por ello, antes de efectuar operaciones de instalación o de cambio de cableado

de campo desconectar todas las fuentes de alimentación de los módulos del CPU.

Antes de instalar el cableado de campo es necesario tomar siempre las

precauciones de seguridad adecuadas y cerciorarse de que estén desconectadas las

fuentes de alimentación de los módulos del CPU.

1.5.2 Reglas de carácter general

Los puntos siguientes constituyen reglas de aplicación general a la hora de

proyectar la instalación y cablear el Micro-PLC :

Al cablear el Micro-PLC es necesario respetar todos los reglamentos, códigos y

normas eléctricos aplicables. Instalar y operar el equipo de acuerdo a todas las

normas nacionales y locales aplicables. Para saber qué reglamentos, códigos o

normas rigen en el lugar de instalación, contactar con las autoridades locales.

Utilizar siempre cables con un diámetro adecuado para la corriente a conducir.

Los módulos del CPU aceptan cables con sección de 1,50 a 0,50 mm 2 (14 a 22

AWG).

Velar por no sobre apretar los tornillos de los bornes. El par (torque) máximo de

apriete es de 0,56 N-m.

Utilizar siempre el cable más corto posible (apantallado o blindado, como

máximo 500 metros, sin pantalla o blindaje, 300 metros). El cableado deberá

efectuarse por pares; con el cable de neutro o común apareado con un cable

activo.

Separar los cables de alterna y los cables que conducen corriente continua de

alta energía y rápida conmutación de los cables de señal de baja energía.

Identificar y tender adecuadamente el cableado hacia los módulos del CPU; de

ser necesario, prever alivio de tracción contra tirones.

Instalar dispositivos de supresión de sobretensiones apropiados en el cableado

susceptible de recibir sobretensiones causadas por rayos.

Ninguna alimentación externa deberá aplicarse a una carga de salida en paralelo

con un punto de salida de corriente continua (DC). De hacerlo puede circular


28

una corriente inversa a través de la salida a menos de que se instale un diodo u

otra barrera.

El funcionamiento anormal de los equipos de control puede causar un

funcionamiento intempestivo del equipo por ellos controlados.

Tal acción intempestiva puede causar la muerte o lesiones personales graves y/o

daños al equipo.

Prever dispositivos de parada de emergencia, dispositivos electromecánicos de

mayor jerarquía y otras medidas redundantes de seguridad que sean independientes del

Micro-PLC.

1.5.3 Reglas de puesta a tierra

En seguida se indican las reglas de puesta a tierra para circuitos aislados:

Deberá identificarse el punto de referencia (referencia de tensión 0) para cada

circuito de la instalación así como los puntos donde puedan interconectarse

circuitos con referencias de potencial diferentes. Tal tipo de conexiones pueden

causar circulaciones parásitas de corriente con consecuencias indeseadas tales

como errores lógicos o circuitos dañados. Una causa muy común de diferentes

potenciales de referencia son tomas de tierra que están separadas físicamente por

una gran distancia. Cuando se interconectan dispositivos con tierras muy

separadas a través de un cable de comunicación o de sensor, por el circuito

creado por el cable y tierra pueden circular corrientes inesperadas. Las corrientes

de carga de maquinaria pesada pueden causar, incluso con distancias reducidas,

diferencias de potencial de tierra o generar corrientes indeseadas por fenómenos

de inducción electromagnética. Las fuentes de alimentación que no tengan

coordinada su referencia de potencial 0 pueden causar corrientes dañinas al

circular entre sus circuitos asociados.

Algunos productos incluyen aislamientos en ciertos puntos para prevenir la

circulación de corrientes indeseadas en la instalación. Al planear la instalación,

considerar dónde existen tales elementos de aislamiento y dónde no. Es decir,

considerar los puntos de aislamiento en fuentes de alimentación asociadas y

otros equipos y qué puntos utilizan como referencia las fuentes de alimentación

asociadas.

Los puntos de referencia de tierra y los aislamientos que ofrece el equipo

deberán elegirse de forma que se interrumpan bucles de circuito innecesarios

que pueden causar la circulación de corrientes no indeseadas. No olvidar

considerar aquellas conexiones temporales que pueden introducir cambios en el

potencial de referencia de los circuitos, p. ej. la conexión de una unidad de

programación a la CPU.


29

El potencial de referencia de la CPU debe de ser el mismo que el de la fuente de

alimentación tanto del CPU como la fuente de los sensores.

Los puertos o interfaces de comunicación de la CPU tiene el mismo potencial de

referencia que la lógica de la CPU.

Las E/S analógicas no están aisladas respecto a la lógica de la CPU. Las

Entradas analógicas son de tipo diferencial, es decir tienen una baja razón de

rechazo en modo común.

1.5.4 Reglas para la instalación con corriente alterna

Seguidamente se indican reglas de carácter general para instalaciones con

corriente alterna. Los números de leyenda están referidos a la figura 1.14.

Instalar un interruptor unipolar (1) para cortar la alimentación de la CPU, todos

circuitos de entrada y todos circuitos de salida (la carga).

Prever dispositivos de sobrecorriente (2) para proteger la alimentación de la

CPU, los puntos de E/S. Para mayor protección es posible instalar un fusible en

cada punto de salida. No se precisa protección de sobrecorriente externa para los

puntos de E si se utiliza la fuente de alimentación de 24 VDC (3) para sensores

integrada en el Micro-PLC. Esta fuente para sensores está protegida contra

cortocircuitos.

Conectar todos los terminales de tierra del CPU por el camino más corto con

tierra (4) para obtener el mayor nivel posible de inmunidad al ruido. Es

recomendable conectar todos los terminales de masa a un solo punto eléctrico.

Para establecer esta conexión, utilizar un conductor con un sección de 14 AWG

ó 1,5 mm 2 .

La fuente de alimentación DC para sensores integrada en el módulo base puede

usarse también para alimentar las entradas de dicho componente (5), las entradas

DC de ampliación (6) y las bobinas de los relés del módulo de ampliación (7).

Esta fuente de alimentación para sensores está protegida contra cortocircuitos.


30

Figura 1.14 Cableado de corriente alterna

1.5.5 Reglas para la instalación con corriente continua

Seguidamente se dan las reglas de carácter general para instalaciones con

corriente continua aisladas. Los números de leyenda están referidos a la figura 1.15.

Instalar un interruptor unipolar (1) para cortar la alimentación de la CPU, todos

circuitos de entrada y todos circuitos de salida (la carga).

Prever dispositivos de sobrecorriente para proteger la alimentación de la CPU

(2), los puntos de salida (3) y los puntos de entrada (4). Para mayor protección

es posible instalar un fusible en cada punto de salida. No se precisa protección

de sobrecorriente externa para los puntos de entrada si se utiliza la fuente de

alimentación de 24 VDC para sensores integrada en el Micro-PLC. Esta fuente

de alimentación dispone de función de limitación interna de la corriente.

Cerciorarse de que la fuente de alimentación en DC tenga suficiente capacidad

para mantener la tensión durante cambios súbitos de carga. De no ser así prever

condensadores (5) externos adecuados.

Equipar las fuentes de alimentación DC no puestas a tierra con una resistencia y

un condensador en paralelo (6) conectado entre el común de la alimentación y el

conductor de protección. Dicha resistencia ofrece una vía de fuga para prevenir

acumulaciones de carga estática; el condensador permite derivar el ruido de alta

frecuencia. Valores típicos son 1M y 4700 pf. También es posible crear un

sistema DC puesto a tierra conectando la fuente de alimentación DC con tierra

(7).

Conectar todos los terminales de tierra del CPU por el camino más corto con la

tierra (8) para obtener el mayor nivel posible de inmunidad al ruido. Es

recomendable conectar todos los terminales de masa a un solo punto eléctrico.

Para establecer esta conexión, utilizar un conductor con un sección de 14 AWG

ó 1,5 mm 2 .


31

Para alimentar circuitos de 24 VDC, utilizar siempre una fuente que ofrezca

separación eléctrica segura de la red de 120/AC 230 V y fuentes de peligro

similares.

Figura 1.15 Circuito con corriente continua.

En las figuras mostradas abajo, se puede apreciar la forma en como se cablearía una

CPU 222, tanto para alimentación a 24VCD, Entradas 24VCD, Salidas a 24VCD figura

1.A, como para alimentación 120/240VCA, Entradas 24VCD, salidas a relé. Fig. 1.B

Fig. 1.A Alimentación, sensores y salidas a 24VCD.


32

Fig. 1.B Alimentación a 120/230VCA, entradas a 24VCD, salidas a relé

1.5.6 RECOMENDACIONES DE CABLEADO

Las cargas inductivas deberán equiparse con circuitos supresores destinados a limitar el

incremento de tensión producido al cortar la alimentación. Seguir las reglas siguientes a

la hora de diseñar la supresión adecuada. La eficacia de un determinado diseño depende

de la aplicación; por ello deberá verificarse para cada caso particular. Cerciorarse de que

las características nominales de todos componentes sean adecuados para la aplicación

en cuestión.

1.5.7 Proteger transistores en DC

Las salidas en DC a transistores de algunos CPU contienen diodos zener adecuados para

múltiples casos de aplicación. Para prevenir la sobrecarga de los diodos internos, utilizar

diodos supresores externos en caso de cargas inductivas elevadas o que se conmuten

con frecuencia. Las figuras 1.16 y 1.17 muestran aplicaciones típicas para salidas DC a

transistor.


33

Figura 1.16 Y 1.17 Diagramas de protección para salida a transistores.

Proteger relés

Las redes de resistencia/condensador mostradas en la figura 1.16 pueden

utilizarse para aplicaciones de relé en baja tensión (30 V) DC. Conectar la red en los

terminales de la carga.

Para aplicaciones con relé en corriente continua pueden también utilizarse

protección por diodo supresor como la mostrada en las figuras 1.16 y 1.17. Se permite

una tensión de umbral de hasta 36 V si se utiliza un diodo zener conectado de forma

inversa.

Protección de salidas a relevador en corriente continua.

Si se usa un relé o una salida AC para conmutar cargas con 115 V/AC 230 V,

entonces conectar redes resistencia/condensador entre los contactos del relé o las salidas

AC como se muestra en la figura 1.18. También pueden utilizarse varistores de óxido

metálico (MOV) para limitar la tensión de pico. Cerciorarse de que la tensión de trabajo

del varistor MOV sea como mínimo un 20% superior a la tensión nominal de fase.

Figura 1.18 Protección de relevadores en corriente alterna.

1.5.8 Alimentación de corriente


34

Los módulos base tienen integrada una fuente de alimentación capaz de

abastecer el módulo base, los módulos de ampliación y otras cargas que precisen 24

VDC. La información siguiente tiene como intención guiar a la hora de determinar

cuánta energía (o corriente) puede suministrar el módulo central a la configuración en

cuestión.

1.5.9 Requisitos de alimentación

Cada módulo CPU dispone de una fuente de alimentación para sensores de 24

VDC que puede suministrar esta tensión para puntos de entrada locales o para

bobinas de relés en los módulos de ampliación. Si el consumo de 24 VDC

supera la corriente que es capaz de aportar el módulo CPU, entonces pueden

añadirse una fuente de alimentación externa de 24 VDC para abastecer con 24

VDC los módulos de ampliación.

El módulo CPU alimenta también con 5 VDC los módulos de ampliación

cuando se conectan al módulo base. Si el consumo de 5 VDC de los módulos de

ampliación supera la corriente aportable por el módulo CPU, entonces es

necesario desconectar tantos módulos de ampliación como sean necesarios para

no superar la corriente aportable por el módulo CPU.

1.5.10 Precaución

Si se conecta una fuente de alimentación externa de 24 VDC en paralelo con la

fuente de alimentación para sensores DC, esto puede causar un conflicto entre ambas

fuentes ya que cada una intenta establecer su propio nivel de tensión de salida.

Este conflicto puede tener como consecuencia una reducción de la vida útil o la

avería inmediata de una o ambas fuentes de alimentación y, en consecuencia, la

operación imprevisible del sistema PLC.

Cuando deban alimentar diferentes puntos, la fuente de alimentación para

sensores y la fuente de alimentación externa deberán tener como mínimo una conexión

común.


35

1.6 CICLO DE OPERACIÓN

La CPU S7-200 se ha previsto para que ejecute cíclicamente una serie de tareas,

incluyendo el programa de usuario. Dicha ejecución se denomina ciclo. Durante el ciclo

que muestra la figura 1.19, la CPU ejecuta la mayoría de las tareas siguientes (o todas

ellas):

Lee las entradas.

Ejecuta el programa.

Procesa las peticiones de comunicación.

Efectúa un autodiagnóstico.

Escribe en las salidas.


36

Figura 1.19 Ciclo de la CPU S7-200

La serie de tareas que se ejecutan durante el ciclo depende del modo de

operación de la CPU. La CPU S7-200 tiene dos modos de operación: STOP y RUN.

Con respecto al ciclo, la principal diferencia entre STOP y RUN es que el programa se

ejecuta al estar la CPU en modo RUN, mas no en STOP.

1.6.1 Leer las entradas digitales

Al principio de cada ciclo se leen los valores actuales de las entradas digitales y

se escriben luego en la imagen del proceso de las entradas. La CPU reserva un espacio

de la imagen del proceso de las entradas en incrementos de ocho bits (un byte). Si la

CPU o el módulo de ampliación no proveen una entrada física para cada bit del byte

reservado, no será posible asignar dichos bits a los módulos siguientes en la cadena de

E/S o utilizarlos en el programa de usuario. Al comienzo de cada ciclo, la CPU pone a 0

estos bits no utilizados en la imagen del proceso. No obstante, si la CPU soporta varios

módulos de ampliación y no se está utilizando su capacidad de E/S (porque no se han

instalado los módulos de ampliación), los bits de entradas de ampliación no utilizados

se pueden usar como marcas internas adicionales.

La CPU no actualiza las entradas analógicas como parte del ciclo normal, a

menos que se haya habilitado la filtración digital de las mismas. Dicha filtración es una

opción seleccionable por el usuario, pudiéndose habilitar individualmente para cada una

de las entradas analógicas. La filtración digital se ha previsto para su utilización en

módulos analógicos de bajo costo que no disponen de una filtración interna al módulo.

Es recomendable utilizar la filtración digital en aplicaciones donde la señal de entrada

cambia lentamente. Si la señal es rápida, no es recomendable habilitar la filtración

digital. Si se habilita la filtración de una entrada analógica, la CPU actualiza dicha

entrada una vez por ciclo, efectúa la filtración y almacena internamente el valor filtrado.

El valor filtrado se suministra entonces cada vez que el programa accede a la entrada

analógica. Si no se habilita la filtración de una entrada analógica, la CPU lee su valor

del módulo físico cada vez que el programa de usuario accede a la entrada analógica.

1.6.2 Ejecutar el programa

Durante esta fase del ciclo, la CPU ejecuta el programa desde la primera

operación hasta la última (= Finalizar programa). Si se utilizan interrupciones, las

rutinas asociadas a los eventos de interrupción se almacenan como parte del programa

Las rutinas de interrupción no se ejecutan como parte del ciclo, sino sólo cuando ocurre

el evento (en cualquier punto del ciclo).

1.6.3 Procesar las peticiones de comunicación

Durante esta fase del ciclo, la CPU procesa los mensajes que haya recibido por

el puerto de comunicación.


37

1.6.4 Efectuar el autodiagnóstico de la CPU

Durante el autodiagnóstico se comprueba el firmware de la CPU y la memoria

del programa (sólo en modo RUN), así como el estado de los módulos de ampliación.

1.6.5 Escribir en las salidas digitales

Al final de cada ciclo, la CPU escribe los valores de la imagen del proceso de las

salidas en las salidas digitales. La CPU reserva una espacio de la imagen del proceso de

las salidas en incrementos de ocho bits (un byte). Si la CPU o el módulo de ampliación

no proveen una salida física para cada bit del byte reservado, no será posible asignar

dichos bits a los módulos siguientes en la cadena de E/S. Cuando el modo de operación

de la CPU se cambia de RUN a STOP, las salidas digitales adoptan los valores

definidos en la tabla de salidas o conservan su estado actual El ajuste estándar es que

las salidas digitales se pongan a 0. Las salidas analógicas conservan su último valor.

CONCLUSIÓN

Hasta ahora hemos estudiado los principios básicos de operación de un PLC,

tanto a nivel interno como externo, hemos analizado la importancia que trae consigo el

conocer el lenguaje comúnmente usado en el campo de los PLC, puesto que esto nos

sirve para entender mejor nuevos conceptos que iremos estudiando y que serán útiles en

el progreso de nuestro aprendizaje.

Se estudió el reconocer el tipo de hardware que estamos utilizando, esto para

poder seleccionar los diferentes modelos de tarjetas que existen en el mercado por parte

del fabricante para así poder escoger la que más se apegue o sea conveniente para el

control de nuestro proceso particular que se desee controlar.

Hemos visto la importancia que tiene el conocer la distribución de la memoria

que el fabricante hace para almacenar datos como I/O, timmers, contadores etc, ya que

en base a esto tenemos perfecto conocimiento de donde tenemos almacenada la


38

información y que recursos extras de la memoria podemos utilizar en beneficio de

nuestro proceso.

Así mismo entendimos el ciclo de operación del PLC, el cual nos ayuda

muchísimo para programar procesos críticos donde tal vez pudiese afectar la forma en

como se ejecuta el ciclo de operación del PLC, de aquí que el conocerlo nos ha sido de

gran utilidad, ya que tenemos un mayor conocimiento de cómo es que esta ejecutando el

programa del PLC y con esto tenemos mayor control del mismo que al final de cuentas

redundará en la forma de controlar nuestro proceso.

De igual manera, verificamos y estudiamos las diferentes formas que existen de

realizar la conexión de tarjetas I/O hacía los elementos externos como lo son sensores u

actuadores que se encuentran rigiendo el proceso.

Con todo esto reunimos los requisitos primordiales que necesitaremos para

comenzar a adentrarnos aún más en la programación y manejo adecuado de los PLC’s,

lo cual lo iremos consiguiendo a medida que avancemos en el curso.

CAPÍTULO 2 DIAGRAMA DE ESCALERA

Objetivo: Al término del segundo tema los participantes emplearán al 95% el

diagrama de escalera para resolver los problemas de automatización ejemplificados en

el curso siguiendo las reglas establecidas por los diagramas de escalera.

El genio es 1% de inspiración y 99% de tranpiración.

Tomas Alba Edison

INTRODUCCIÓN

En el estudio de este capítulo, usted aprenderá todo lo relacionado a diagramas

de escalera, lo cual nos servirá como preámbulo para poder comenzar a escribir

programas en PLC.


39

En este capítulo haremos hincapié en las reglas generales que se usan para armar

diagramas de escalera, símbolos que se usan y formas de conectar, veremos como es

que se construye y como es el flujo de la energía de una línea a otra.

Para entender esto mejor realizaremos ejercicios donde se aplicarán las reglas

generales para la construcción de diagramas de escalera, dentro de este capítulo

resaltaremos la relación que se tiene con un diagrama de escalera eléctrico

convencional y la forma de programar un PLC.

Al termino del capítulo el participante será capaz de entender la lógica de un

diagrama de escalera así como su correcta utilización, con lo cual estará preparado para

comenzar a usar el software del fabricante que será utilizado para escribir los programas

del PLC.

En este capítulo veremos que es un diagrama de escalera, como se emplea. En el

2.1 hacemos la descripción de las partes de un diagrama de escalera. En el 2.2

consideramos las reglas básicas de un diagrama de escalera para que este pueda

funcionar adecuadamente en cualquier tipo de PLC. En el capítulo 2.3 empezamos a

realizar nuestro primeros pininos en la resolución de problemas.

2.1 DESCRIPCIÓN DEL DIAGRAMA DE ESCALERA

RLL (Relay Ladder Logic)

Diagrama de escalera o diagrama de contactos.

Fase Neutro

Vivo Muerto

Caña Tierra

Condiciones Acciones

Figura 2.1 Descripción de las partes de un diagrama de escalera


40

DIAGRAMA LINEAL O DE ESCALERA

Se dividen en:

- Diagrama de control.

- Diagrama de Fuerza o Carga.

Ejemplo de un diagrama de escalera:

Figura 2.1 Diagrama de escalera de un circuito eléctrico

Para la programación de un controlador lógico programable se usará:

Sección de Condiciones Sección de Operación

NA

NC

Figura 2.3 Descripción de los componentes que se utilizan en un diagrama de escalera para

un PLC.

2.2 REGLAS PARA DIAGRAMAS DE ESCALERA

1 No se permiten condiciones entre peldaños.


41

2 Los dispositivos a controlar deben de estar a la derecha del diagrama.

3 Debe existir al menos un dispositivo por peldaño.

4 A la izquierda del dispositivo debe existir al menos un contacto.

5 Las únicas combinaciones válidas son serie y paralelo.

6 Las operaciones lógicas deben realizarse sólo en los contactos

2.3 EJEMPLOS PRÁCTICOS

A B A /A /B

A AND B A OR B

Figura 2.4 Ejemplos de conexiones posibles en los diagramas de escalera.

Realizar las prácticas 1 y 2 según lo indique el instructor Anexo B.

CONCLUSIÓN

Con la conclusión de este tema, hemos estudiado las partes que conforman un

diagramas de escalera, como es que se dibuja se lee y se interpreta la lógica que en el se

encuentra plasmada.

Hemos estudiado las reglas generales las cuales tenemos que respetar siempre

que armemos un diagrama de escalera ya sea puramente eléctrico o diagrama de

escalera que más tarde será programado para un PLC, el conocimiento de dichas reglas

nos permite no cometer errores que nos podrían generar fallas en la compilación del

programa del PLC así como cortos circuitos en un diagrama de escalera eléctrico

convencional.


42

Así mismo hemos analizado la resolución de problemas que se nos podrían

presentar a la hora de armar un diagrama de escalera etc.

Con todo esto se ya tenemos los conocimientos suficientes y una pequeña

habilidad para empezar a resolver problemas de automatización a través de la

herramienta del diagrama de escalera y que iremos perfeccionando a medida que

avancemos en el curso.

CAPITULO 3 EDITOR DE PROGRAMA

Objetivo: Al término del tercer tema los participantes manejarán al 90% el software de

programación para editar, verificar, monitorear el diagrama de escalera y comunicarse

con el PLC de acuerdo a las características dadas por el fabricante.

Cualquier labor que cayere en tus manos, hazla con toda tu alma

J. Krishnamurti

INTRODUCCIÓN

En este capítulo usted aprenderá a utilizar el software de programación del

fabricante con lo cual será capaz de crear nuevos proyectos, editar y documentar los

nuevos programas que usted realice.


43

Dentro del contenido del capítulo, aprenderemos a utilizar la ventana de

programación con las funciones necesarias para editar un programa. Veremos como es

que se crea un proyecto nuevo, como es que se verifica y descarga en un PLC, así

mismo aprenderemos a monitorear el funcionamiento del PLC desde una estación

remota como lo es una computadora (PC). Dentro del mismo también se abordaran las

diferentes formas de respaldar o documentar un programa así como la utilidad y

ventajas que se obtienen al documentar un programa de PLC.

Con la revisión de este capítulo el participante será capaz de usar el software de

programación del fabricante en forma de crear nuevos proyectar, editarlos, y

documentarlos. Con todo esto el participante estará capacitado para continuar con el

siguiente capítulo donde se enfocará a usar operaciones propias del PLC.

En este capítulo manejaremos el programa editor para poder programar,

monitorear un PLC. En el tema 3.1 vemos a detalle la descripción del software y los

diferentes lenguajes que puede utilizar para programar, configurar la comunicación. En

el tema 3.2 manejamos como crear, editar verificar, descargar y monitorear un proyecto

en un PLC a través de un PLC. En el tema 3.3 empleamos las diferentes opciones que

presenta este software para documentar el proyecto.

3.1 DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE

3.1.1 Lenguajes y editores de programación S7-200

Las CPUs S7-200 ofrecen numerosos tipos de operaciones que permiten

solucionar una gran variedad de tareas de automatización. Disponen de dos juegos

básicos de operaciones, a saber: SIMATIC e IEC 1131–3. El software de programación

STEP 7-Micro/WIN 32 permite elegir entre diferentes editores para crear programas de

control utilizando dichas operaciones. Por ejemplo, puede ser que Ud. prefiera crear

programas en un entorno de programación gráfico, en tanto que otra persona que trabaje

en su misma empresa opta por utilizar un editor textual, similar al lenguaje

ensamblador.

Para crear sus programas debe hacer dos selecciones básicas:

El tipo de juego de operaciones a utilizar (SIMATIC o IEC 1131–3).

El tipo de editor a utilizar (Lista de instrucciones, Esquema de contactos o

Diagrama de funciones)


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La figura 3-1 muestra las combinaciones posibles de juegos de operaciones y de

editores S7-200.

Tabla 3-1 Juegos de operaciones y editores SIMATIC e IEC 1131–3

Editor AWL (Lista de instrucciones)

El editor AWL (Lista de instrucciones) de STEP 7-Micro/WIN 32 permite crear

programas de control introduciendo la nemotécnica de las operaciones. Por lo general,

el editor AWL se adecua especialmente para los programadores expertos ya

familiarizados con los sistemas de automatización (PLCs) y con la programación lógica.

El editor AWL también sirve para crear ciertos programas que, de otra forma, no se

podrían programar con los editores KOP ni FUP. Ello se debe a que AWL es el lenguaje

nativo de la CPU, a diferencia de los editores gráficos en los que son aplicables ciertas

restricciones para poder dibujar los diagramas correctamente. La figura 3-2 muestra un

ejemplo de un programa AWL.

Figura 3-2 Ejemplo de un programa AWL

Nociones básicas para programar una CPU S7-200

A continuación se indican los aspectos principales a considerar cuando se desee

utilizar el editor AWL:

El lenguaje AWL es más apropiado para los programadores expertos.


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En algunos casos, AWL permite solucionar problemas que no se podrían

resolver muy fácilmente con los editores KOP o FUP.

El editor AWL sólo se puede utilizar con el juego de operaciones SIMATIC.

En tanto que el editor AWL se puede utilizar siempre para ver o editar un

programa creado con los editores KOP o FUP SIMATIC, lo contrario no es

posible en todos los casos. Los editores KOP o FUP SIMATIC no siempre se

pueden utilizar para visualizar un programa que se haya creado en AWL.

Editor KOP (Esquema de contactos)

El editor KOP (Esquema de contactos) de STEP 7-Micro/WIN 32 permite crear

programas con componentes similares a los elementos de un esquema de circuitos. KOP

es probablemente el lenguaje predilecto de numerosos programadores y encargados del

mantenimiento de sistemas de automatización. Básicamente, los programas KOP hacen

que la CPU emule la circulación de corriente eléctrica desde una fuente de alimentación,

a través de una serie de condiciones lógicas de entrada que, a su vez, habilitan

condiciones lógicas de salida. Por lo general, la lógica se divide en unidades pequeñas y

de fácil comprensión llamadas “segmentos” o “networks”. El programa se ejecuta

segmento por segmento, de izquierda a derecha y luego de arriba a abajo. Tras alcanzar

la CPU el final del programa, comienza nuevamente en la primera operación del mismo.

La figura 3-3 muestra un ejemplo de un programa KOP.

Figura 3-3 Ejemplo de un programa KOP

Las operaciones se representan mediante símbolos gráficos que incluyen tres formas

básicas. Como muestra la figura 3-3, se pueden conectar en serie incluso varias

operaciones de cuadros.

Los contactos representan condiciones lógicas de “entrada” tales como

interruptores, botones, condiciones internas, etc.

Las Bobinas representan condiciones lógicas de “salida” tales como lámparas,

arrancadores de motor, relés interpuestos, condiciones internas de salida, etc.

Los Cuadros representan operaciones adicionales tales como temporizadores,

contadores u operaciones aritméticas.

A continuación se indican los aspectos principales a considerar cuando se desee utilizar

el editor KOP:

El lenguaje KOP les facilita el trabajo a los programadores principiantes. La representación gráfica es a menudo fácil de comprender, siendo popular en el

mundo entero.


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El editor KOP se puede utilizar con los juegos de operaciones SIMATIC e IEC 1131–3.

El editor AWL siempre se puede utilizar para visualizar un programa creado en SIMATIC KOP.

Editor FUP (Diagrama de funciones)

El editor FUP (Diagrama de funciones) de STEP 7-Micro/WIN 32 permite

visualizar las operaciones en forma de cuadros lógicos similares a los circuitos de

puertas lógicas. En FUP no existen contactos ni bobinas como en el editor KOP, pero sí

hay operaciones equivalentes que se representan en forma de cuadros. La lógica del

programa se deriva de las conexiones entre las operaciones de cuadro. Ello significa que

la salida de una operación (p.ej. un cuadro AND) se puede utilizar para habilitar otra

operación (p.ej. un temporizador), con objeto de crear la lógica de control necesaria.

Dichas conexiones permiten solucionar numerosos problemas lógicos.

La figura 3-4 muestra un ejemplo de un programa creado con el editor FUP.

Figura 3-4 Ejemplo de un programa FUP

A continuación se indican los aspectos principales a considerar cuando se desee

utilizar el editor FUP:

El estilo de representación en forma de puertas gráficas se adecua especialmente

para observar el flujo del programa.

El editor FUP se puede utilizar con los juegos de operaciones SIMATIC e IEC

1131–3.

El editor AWL siempre se puede utilizar para visualizar un programa creado en

SIMATIC FUP.

3.1.2 Diferencias entre las operaciones SIMATIC e IEC 1131–3

Juego de operaciones SIMATIC

La mayoría de los sistemas de automatización ofrecen los mismos tipos básicos

de operaciones, pero por lo general existen pequeñas diferencias en cuanto al aspecto, al

funcionamiento, etc. de los productos de los distintos fabricantes. El juego de


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operaciones SIMATIC se ha diseñado para los sistemas de automatización S7-200. Un

gran número de estas operaciones tienen un aspecto y un funcionamiento diferentes si se

comparan con otras marcas de sistemas de automatización (autómatas programables).

Tenga en cuenta los siguientes aspectos al seleccionar el juego de operaciones

SIMATIC:

Por lo general, el tiempo de ejecución de las operaciones SIMATIC es más

breve.

El juego de operaciones SIMATIC se puede utilizar con los tres editores

(KOP, AWL y FUP).

Juego de operaciones IEC 1131–3

La Comisión Electrotécnica Internacional (CEI) o International Electrotechnical

Comisión (IEC) es un organismo mundial que desarrolla normas globales para todos los

campos de la electrotécnica. (Nota: En el presente manual se utilizan las siglas inglesas

de dicho organismo). Durante los últimos años, dicha comisión ha desarrollado una

norma que se dedica a numerosos aspectos de la programación de autómatas

programables (denominados ”sistemas de automatización” en la terminología

SIMATIC). El objetivo de dicha norma es que los diferentes fabricantes de autómatas

programables ofrezcan operaciones similares tanto en su aspecto como en su

funcionamiento. Existen algunas diferencias básicas entre los juegos de operaciones

SIMATIC e IEC 1131–3.

El juego de operaciones IEC 1131–3 se limita a las operaciones estándar

comunes entre los fabricantes de autómatas programables. Algunas operaciones

incluidas en el juego SIMATIC no están normalizadas en la norma IEC 1131–3.

(Éstas se pueden utilizar en calidad de operaciones no normalizadas. No

obstante, entonces el programa ya no será absolutamente compatible con la

norma IEC 1131–3).

Algunos cuadros aceptan varios formatos de datos. A menudo, esto se denomina

sobrecarga. Por ejemplo, en lugar de tener cuadros aritméticos por separado,

tales como ADD_I (Sumar enteros), ADD_R (Sumar reales) etc., la operación

ADD definida en la norma IEC 1131–3 examina el formato de los datos a sumar

y selecciona automática-mente la operación correcta en la CPU. Así se puede

ahorrar tiempo al diseñar los pro-gramas.

Si se utilizan las operaciones IEC–1131, se comprueba automáticamente si los

parámetros de la operación corresponden al formato de datos correcto. Dicha

comprobación no es obvia para el usuario. Por ejemplo, si se ha intentado

introducir un valor de entero en una operación para la que se deba utilizar un

valor binario (on/off), se indica un error. Esta función permite reducir los errores

de sintaxis de programación.

3.1.3 Configurar la comunicación utilizando el cable PC/PPI


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Aquí se explica cómo configurar la comunicación entre la CPU S7-200 y el PC

utilizando el cable PC/PPI. Esta es una configuración con un solo maestro y sin ningún

otro equipo de hardware instalado (como p.ej. un módem o una unidad de

programación).

Conectar el PC a la CPU

La figura 3-5 muestra una configuración típica para conectar el PC a la CPU

utilizando el cable PC/PPI. Para establecer un enlace correcto entre los componentes:

Ajuste los interruptores DIP del cable PC/PPI a la velocidad de transferencia

asistida por su PC. Seleccione también las opciones ”11 bits” y ”DCE” si su

cable PC/PPI las asiste.

Conecte el extremo RS-232 (”PC”) del cable PC/PPI al puerto de

comunicaciones de su PC (COM1 ó COM2) y apriete los tornillos.

Conecte el extremo RS-485 (”PPI”) del cable PC/PPI al puerto de

comunicaciones de la CPU y apriete los tornillos.

Figura 3-5 Comunicación con una CPU en modo PPI


49

Verificar los parámetros estándar del interfase de comunicación

Para verificar los parámetros estándar de su interface, siga los siguientes pasos:

En la ventana de STEP 7-Micro/WIN 32, haga clic en el icono ”Comunicación”

o elija el comando de menú Ver > Comunicación. Aparecerá el cuadro de

diálogo ”Enlaces de comunicación”

En el cuadro de diálogo ”Enlaces de comunicación”, haga doble clic en el icono

del cable PC/PPI. Aparecerá el cuadro de diálogo “Ajustar interface PG/PC”

(v. fig. 3-6).

Haga clic en el botón “Propiedades” para acceder al cuadro de diálogo donde se

visualizan las propiedades del interface (v. fig. 3-7). Verifique las propiedades.

La velocidad de transferencia estándar es de 9.600 kbit/s.

Nota :Si el hardware que está utilizando no aparece en la lista visualizada en el cuadro

de diálogo ”Ajustar interfase PG/PC”, deberá instalar el hardware correcto

Figura 3-6 Ajustes en el cuadro de diálogo ”Interface PG/PC”


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Figura 3-7 Cuadro de diálogo ”Propiedades – Interface PG/PC”

Establecer la comunicación con la CPU

Tras haber instalado el software STEP 7-Micro/WIN 32 en el PC y determinado los

ajustes de comunicación del cable PC/PPI, podrá establecer un enlace con la CPU S7-

200. (Si está utilizando una unidad de programación, STEP 7-Micro/WIN 32 ya estará

instalado). Para establecer la comunicación con la CPU S7-200, siga los siguientes

pasos:

En la pantalla de STEP 7-Micro/WIN 32, haga clic en el icono ”Comunicación”

o elija el comando de menú Ver > Comunicación. Aparecerá el cuadro de

diálogo ”Enlaces de comunicación” donde se indica que no hay ninguna CPU

conectada.

En el cuadro de diálogo ”Enlaces de comunicación”, haga doble clic en el icono

”Actualizar”. STEP 7-Micro/WIN 32 verifica si hay CPUs S7-200 (estaciones

conectadas), hasta la dirección de estación más alta indicada en la configuración

de los parámetros de comunicación. Por cada estación conectada aparecerá un

icono de CPU en el cuadro de diálogo ”Enlaces de comunicación” (v. fig. 3-8).

Haga doble clic en el icono de la CPU con la que desea establecer la

comunicación. Como podrá apreciar, los parámetros de comunicación

visualizados en el cuadro de diálogo corresponden a la estación seleccionada.

Así queda establecido el enlace con la CPU S7-200.


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Figura 3-8 Cuadro de diálogo ”Enlaces de comunicación”

Cambiar los parámetros de comunicación de la CPU

Tras haber establecido un enlace con la CPU S7-200, puede verificar o cambiar los

parámetros de comunicación de la CPU. Para cambiar los parámetros de comunicación,

siga los siguientes pasos:

En la barra de navegación, haga clic en el icono ”Bloque de sistema” o elija el

comando de menú Ver > Bloque de sistema.

Aparecerá el cuadro de diálogo ”Bloque de sistema”. Haga clic en la ficha

”Puerto(s)” (v. fig. 3-9). El ajuste estándar de la dirección de estación es 2 y el

de la velocidad de transferencia es de 9,6 kbit/s.

Haga clic en ”Aceptar” para conservar esos parámetros. Si desea modificar la

parametrización, efectúe los cambios deseados y haga clic en el botón

”Aceptar”.

En la barra de herramientas, haga clic en el botón ”Cargar en CPU” para cargar

los cambios en la CPU.

Así se adopta la parametrización deseada para la comunicación.


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Bloque de sistema

Figura 3-9 Cambiar los parámetros de comunicación

3.2 CREACIÓN, EDICIÓN, VERIFICACIÓN, DESCARGA Y MONITORIZACIÓN

DE UN PROYECTO

3.2.1 Crear y guardar un proyecto

Antes de poder generar un programa es necesario crear o abrir un proyecto. Al crear un

proyecto, STEP 7-Micro/WIN abre los siguientes editores:

Editor KOP o AWL (dependiendo del editor predeterminado)

Editor del bloque de datos

Editor de la tabla de estado/de forzado

Editor de la tabla de símbolos

Crear proyectos

Para crear un proyecto (figura 3-10) elija el comando Archivo > Nuevo....

Entonces se abre una ventana con el editor de programa en su versión de KOP o

diagrama de escalera.


53

FIGURA 3-10 Creación de nuevo proyecto.

Guardar un proyecto

Para guardar todos los componentes de su proyecto, elija el comando Archivo >

Guardar o haga clic en el botón correspondiente:

3.2.2 EDICIÓN

Crear un programa

En STEP 7-Micro/WIN se puede crear el programa de usuario (OB1) con el Editor KOP

o el Editor AWL.

Introducir programas en KOP

La ventana del editor KOP que se muestra en la figura 3-11, permite escribir

programas utilizando el lenguaje Esquema de contactos (KOP). La barra de

herramientas incluye algunos de los elementos KOP usados para introducir los

programas.


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Elementos básicos para estructurar un programa

La CPU S7-200 ejecuta continuamente el programa para controlar una tarea o un

proceso. El programa se crea con STEP 7-Micro/WIN 32 y se carga en la CPU. Desde

el programa principal se pueden invocar diversas subrutinas o rutinas de interrupción.

Estructurar el programa

Los programas para la CPU S7-200 comprenden tres partes básicas: el programa

principal, las subrutinas (opcional) y las rutinas de interrupción (opcional). Un

programa S7-200 se divide en los siguientes elementos:

Programa principal: En esta parte del programa se disponen las operaciones que

controlan la aplicación. Las operaciones del programa principal se ejecutan de

forma secuencial en cada ciclo de la CPU.

Rutinas de interrupción: Estos elementos opcionales del programa se ejecutan

cada vez que ocurra el correspondiente evento de interrupción.

Subrutinas: Estos elementos opcionales del programa se ejecutan sólo cuando se

llaman desde el programa principal o desde una rutina de interrupción.

Programa de ejemplo con subrutinas y rutinas de interrupción

A continuación se muestran programas de ejemplo para una interrupción

temporizada que se puede utilizar en aplicaciones tales como leer el valor de una

entrada analógica. En este ejemplo, el intervalo de muestreo de la entrada analógica es

de 100 ms. Las figuras 3-11 a 3-13 muestran programas que utilizan una subrutina y una

rutina de interrupción en los diversos lenguajes de programación S7-200.


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Figura 3-11 Programa KOP (SIMATIC) con una subrutina y una rutina de interrupción

Figura 3-12 Programa AWL (SIMATIC) con una subrutina y una rutina de interrupción


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Figura 3-13 Programa FUP (SIMATIC) con una subrutina y una rutina de interrupción

1. Para introducir elementos KOP, elija el tipo de elemento deseado haciendo clic en el

botón correspondiente o seleccionándolo de la lista de operaciones. A continuación,

pulse la tecla de introducción o haga doble clic en el cuadro del cursor.

3. Introduzca los operandos o los parámetros en cada cuadro de texto y pulse la tecla de

introducción tal como se muestra en la fig 3-14.


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FIGURA 3-14 Programación en esquema de contactos.

3.2.3 DESCARGA

Cargar el programa en la CPU

Después de introducir completamente el programa, el proyecto se puede cargar

en la CPU. Para ello elija el comando Archivo > Cargar en CPU o haga clic en el

botón correspondiente de la ventana principal:

Entonces se abre el cuadro de diálogo en el que puede especificar los

componentes del proyecto que desea cargar en la CPU (figura 3-15).


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FIGURA 3-15.- Programación de un CPU

El bloque lógico (OB1) contiene el programa que debe ser ejecutado por la CPU.

La configuración de la CPU (CFG) contiene la información de instalación del

sistema, incluyendo los parámetros de comunicación, los márgenes remanentes, los

ajustes de los filtros de entrada, las contraseñas y los ajustes de las salidas.

Para confirmar los ajustes y cargarlos en la CPU haga clic en el botón ”Aceptar” o pulse

la tecla de introducción.

3.2.4 MONITOREO

Ajustar el modo de operación de la CPU

La CPU S7-200 tiene dos modos de operación:

STOP: La CPU no ejecuta el programa. Cuando está en modo STOP, es posible

cargar programas o configurar la CPU.

RUN: La CPU ejecuta el programa. El diodo luminoso (LED) en la parte frontal

de la CPU indica el modo de operación actual.


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El modo de operación se puede cambiar como se indica a continuación:

Accionando manualmente el selector de modos de operación de la CPU.

Utilizando el software de programación STEP 7-Micro/WIN 32 y colocando el

selector de la CPU en posición TERM o RUN. Insertando una operación STOP

en el programa.

Cambiar el modo de operación con el selector

El modo de operación de la CPU se puede cambiar manualmente accionando el

selector (ubicado debajo de la tapa de acceso frontal de la CPU):

Si el selector se pone en STOP, se detendrá la ejecución del programa.

Si el selector se pone en RUN, se iniciará la ejecución del programa.

Si el selector se pone en TERM, no cambiará el modo de operación de la CPU.

Si se interrumpe la alimentación estando el selector en posición STOP o TERM, la

CPU pasará a modo STOP cuando se le aplique tensión. Si se interrumpe la

alimentación estando el selector en posición RUN, la CPU pasará a modo RUN cuando

se le aplique tensión.

Cambiar el modo de operación con STEP 7-Micro/WIN 32

Como muestra la figura 3-16, el modo de operación de la CPU se puede cambiar

también con STEP 7-Micro/WIN 32. Para que ello sea posible, el selector de la CPU

deberá estar en posición TERM o RUN.

Figura 3-16 Utilizar STEP 7-Micro/WIN 32 para cambiar el modo de operación de la

CPU

MODO RUN MODO STOP


60

Visualizar el estado del programa en KOP

El estado del programa KOP se puede ver en STEP 7-Micro/WIN 32. STEP 7-

Micro/WIN 32 debe estar visualizando el programa KOP. El estado KOP muestra el

estado de todos los valores de los operandos de las operaciones. Todas las

informaciones de estado se basan en los valores leídos al final de un ciclo de la CPU.

STEP 7-Micro/WIN 32 adquiere los valores para visualizar el estado durante varios

ciclos de la CPU, actualizando luego la ventana de estado KOP. Por consiguiente, el

estado KOP visualizado no refleja el estado real de ejecución de cada elemento KOP.

Utilice el cuadro de diálogo TEST seleccione la opción estado del programa, de

clic sobre el botón de comando RUN, una vez hecho esto los contactos que se

visualizan en el editor KOP cambian de color dependiendo de su estado ya sea activado

o desactivado tal como se muestra en la fig. 3-17.

FIG. 3-17 monitoreo del programa en forma remota

Cuando lo indique el instructor creará y editará la práctica no. 2 anexo B utilizando el

software. Además de realizar la práctica No. 3 anexo B.


61

3.3 DOCUMENTACIÓN

El documentar nuestro programa nos permite tener pleno conocimiento de que

acción esta realizando cada línea de nuestro programa, esto nos es muy útil cuando

buscamos errores de programa o deseamos realizar ya sea mantenimiento o pequeños

cambios en el programa principal. Para llevar acabo dicha documentación disponemos

de varias formas las cuales se describen a continuación.

A cada segmento le corresponden dos comentarios, descritos a continuación:

Los comentarios del segmento en una sola línea siempre son visibles en el Editor

KOP. Para acceder a ellos haga clic en cualquier parte del comentario.

Para acceder a los comentarios del segmento que utilicen más de una línea haga

doble clic en el número del segmento. Dichos comentarios sólo pueden ser

indicados en un cuadro de diálogo, pero su impresión es completa.

También se cuenta con la tabla de símbolos donde colocamos la dirección de

todas y cada una de nuestras entradas y salidas así como su descripción tal como

se muestra en la figura 3-18.

FIG. 3-18 Tabla de símbolos contiene la documentación de nuestras I/O.

Cuando lo disponga el instructor documentará las prácticas 2 y 3 anexo B y resolverá la

práctica no. 4 del mismo anexo con toda su documentación.


62

CONCLUSIÓN

Esta parte del curso ha sido de gran ayuda para nosotros, ya que nos permite

comenzar trabajar de forma más directa con lo que es el PLC, ya que hemos comenzado

a escribir pequeños programas en el software del fabricante, con lo cual obtuvimos los

conocimientos básicos para comenzar a trabajar programas que nos emulen el control

para algún proceso designado.

Hemos estudiado la parte que nos permite conocer los diferentes alcances que se

pueden tener con este tipo de software ya que hemos analizado su estructura general

para poder así obtener el máximo beneficio de sus cualidades.

Hemos aprendido a crear proyectos que es la forma en la que de ahora en

adelante trabajaremos en todos los subsecuentes programas o proyectos, aprendimos a

analizar la verificación de nuestro programa ya que el conocerlo nos permite observar si

se han cometido errores en la edición del mismo y con esto poder llevar acabo las

correcciones pertinentes en caso de que haya que hacerlas.

Vimos como se lleva acabo el procedimiento para descargar un programa al

PLC, y así una vez concluido la edición del programa en el software se descarga hacía

el PLC que se habrá de ocupar.

Así mismo aprendimos a monitorear el funcionamiento del programa mientras

este se esta ejecutando, con esto obtenemos una forma de versátil de observar como es

que se están comportando nuestras entradas y salidas durante la ejecución del programa,

cabe señalar que esta parte es muy importante e interesante conocerla debido a que a

través de la técnica de monitoreo podemos encontrar fallas en la operación de los

procesos y con esto determinar componentes defectuosos (sensores o actuadores ) que

seguramente necesitarán mantenimiento, esto nos ahorra mucho tiempo en la solución

de problemas además de que nos permite realizar modificaciones en el programa que en

algún momento podrían volverse necesarias debido a las condiciones del proceso

controlado.


63

CAPITULO 4 PROGRAMACIÓN DE FUNCIONES BÁSICAS

Objetivo: Al término del cuarto tema los participantes programarán y manejarán al

85% las funciones básicas del PLC en aplicaciones prácticas a través del diagrama de

escalera y de acuerdo a las especificaciones dadas por el fabricante.

El conocimiento es como el fuego, primero debe ser encendido por

algún agente externo, pero después se propaga por sí solo.

Samuel Johnson

INTRODUCCIÓN

Con la revisión de este capítulo, usted aprenderá a utilizar funciones básicas

propias de un PLC. Con las cuales usted comenzará realizar programas que sean

capaces de ejecutar desde rutinas muy sencillas hasta de mediana complejidad con todo

esto comenzará a realizar automatismos y verá la aplicación y ventajas que trae consigo

la utilización del PLC.

Dentro del estudio de este capítulo, aprenderemos las funciones básicas del PLC

como operaciones de contactos de entradas y salidas, su configuración alcances y

aplicaciones, operaciones como las de temporización las cuales nos permitirán generar

retardos en acciones o controlar un proceso por tiempos, operaciones de conteo con las

cuales podremos contar eventos tanto externos como internos y que nos ayudarán en

cierto tipo de automatismos operaciones de comparación las cuales nos servirán para

darle una mayor flexibilidad a nuestros programas ya que con estas ahorramos líneas de

programación y lo hacemos ciertas tareas más sencillas y operaciones de control de

programa, con las cuales tendremos el dominio de la secuencia de nuestro programa,

aplicable para automatismos un poco mas críticos.

Una vez concluido este capítulo el participante estará capacitado para identificar

partes de un PLC, entender la lógica de un diagrama de escalera tanto eléctrico como de

PLC, estará apto para manipular el software del fabricante así como iniciar a realizar

programas que estén orientados a controlar procesos industriales.

En este capítulo se verán las funciones básicas que tiene el PLC para poder

programar en el editor y con ello resolver problemas de automatización de mediana

complejidad. Empezamos por las operaciones de contacto y salida en el tema 4.1,

pasamos al empleo de los temporizadores, comparadores y contadores en los temasl del

4.2 al 4.4. Vemos funciones de manipulación de datos dentro de la memoria de un PLC

4.5 y concluimos con las funciones de control de programa de un PLC en el tema 4.6.


64

4.1 OPERACIONES DE CONTACTOS Y SALIDAS

Contactos estándar

Estas operaciones leen el valor direccionado de la

memoria o de la imagen del proceso si el tipo de datos

es I o Q. Para los cuadros AND y OR se pueden utilizar

siete entradas como máximo.

El Contacto normalmente abierto se cierra (ON) si el bit

es igual a 1.

El Contacto normalmente cerrado se cierra (ON) si el

bit Es igual a 0.

En KOP, las operaciones Contacto normalmente

abierto y contacto normalmente cerrado se representan

mediante contactos. En FUP, los contactos normalmente

abiertos se representan mediante cuadros AND/OR. Estas

operaciones sirven para manipular señales booleanas de la

misma forma que los contactos KOP. La cantidad de

entradas de los cuadros AND y OR se puede incrementar a

siete como máximo. En AWL, el contacto normalmente

abierto se representa con las operaciones Cargar, Y y O. .

En AWL, el contacto normalmente cerrado se representa

con las operaciones Cargar valor negado, Y–NO y O–

NO.


65

Contactos directos

Estas operaciones leen el valor de la entrada física

al ejecutarse la operación, pero la imagen del proceso no

se actualiza.

El Contacto abierto directo se cierra (se activa) si la

entrada física (bit) es 1.

El Contacto cerrado directo se cierra (se activa) si la

entrada física (bit) es 0.

En KOP, las operaciones Contacto abierto directo y

Contacto cerrado directo se representan mediante

contactos. En FUP, la operación Contacto abierto directo

se representa mediante un corchete delante del operando.

Esta operación sirve para manipular señales físicas de la

misma forma que los contactos KOP.

En AWL, el contacto abierto directo se representa

con las operaciones Cargar directamente, Y directa y O

directa . AWL, el contacto cerrado directo se representa

con las operaciones Cargar valor negado directamente,

Y-NO directa y O-NO directa (ONI).

NOT

El contacto NOT cambia el estado de la entrada de

circulación de corriente. La corriente se detiene al alcanzar

el contacto NOT. Si no logra alcanzar el contacto,

entonces hace circular la corriente. En KOP, la operación

NOT se representa en forma de contacto. En FUP, la

operación NOT utiliza el símbolo gráfico de negación con

entradas booleanas de cuadro. En AWL, la operación

Invertir primer valor (NOT) invierte el primer valor de

la pila de 0 a 1, o bien de 1 a 0.

Operandos: Ninguno

Tipos de datos: Ninguno


66

Detectar flanco positivo y negativo

El contacto Detectar flanco positivo permite que

la corriente circule durante un ciclo cada vez que se

produce un cambio de 0 a 1 (de ”off” a ”on”).

El contacto Detectar flanco negativo permite que

la corriente circule durante un ciclo cada vez que se

produce un cambio de señal de 1 a 0 (de ”on” a ”off”). En

KOP, las operaciones Detectar flanco positivo y negativo

se representan mediante contactos. En FUP, estas

operaciones se representan mediante los cuadros POS y

NEG. En AWL, la transición positiva se representa con la

operación

Detectar flanco positivo. Cuando se detecta un cambio de

señal de 0 a 1 en el primer valor de la pila, éste se pone a

1. En caso contrario, se pone a 0. En AWL, la transición

negativa se representa con la operación

Detectar flanco negativo. Cuando se detecta un cambio

de señal de 1 a 0 en el primer valor de la pila, éste se pone

a 1. En caso contrario, se pone a 0.


67

Asignar

Cuando se ejecuta la operación Asignar, el bit de

salida se activa en la imagen del proceso. Cuando la

operación Asignar se ejecuta en KOP y FUP, el bit

indicado se ajusta de forma equivalente a la circulación de

la corriente. En AWL, la operación Asignar copia el

primer valor de la pila en el bit indicado.


68

Asignar directamente

Cuando se ejecuta la operación Asignar

directamente, la entrada física (bit u OUT) se ajusta de

forma equivalente a la circulación de la corriente. La “I”

indica que la operación se ejecuta directamente. El nuevo

valor se escribe entonces tanto en la salida física como en

la correspondiente dirección de la imagen del proceso. En

cambio, en las operaciones no directas, el nuevo valor se

escribe sólo en la imagen del proceso. En AWL, la

operación Asignar directamente copia el primer valor de la

pila directamente en la salida física indicada (bit).

Poner a 1, Poner a 0 (N bits)

Cuando se ejecutan las operaciones Poner a 1 y

Poner a 0, se activa (se pone a 1) o se desactiva (se pone a

0) el número indicado de salidas (N) a partir del valor

indicado por el bit o por el parámetro OUT.

El margen de entradas y/o salidas que se pueden

activar o desactivar está comprendido entre 1 y 255. Con

la operación Poner a 0, si el bit indicado es un bit T (bit de

temporización) o un bit C (bit de conteo), se desactivará el

bit de temporización/ conteo y se borrará el valor actual

del temporizador/contador.


69

Poner a 1 directamente, Poner a 0 directamente (N bits)

Cuando se ejecutan las operaciones Poner a 1

directamente y Poner a 0 directamente se activa

(se pone a 1) o se desactiva (se pone a 0) directamente el

número indicado de salidas físicas (N) a partir del bit o de

OUT.

El margen de entradas y/o salidas que se pueden

activar o desactivar está comprendido entre 1 y 128. La “I”

indica que la operación se ejecuta directamente. Al

ejecutarse ésta, el nuevo valor se escribe tanto en la salida

física como en la correspondiente dirección de la imagen

del proceso. En cambio, en las operaciones no directas, el

nuevo valor se escribe sólo en la imagen del proceso.

Operación nula

La Operación nula no tiene efecto alguno sobre la

ejecución del programa. Esta operación no está disponible

en FUP. El operando N es un número comprendido entre 0

y 255.

Operandos: N: Constante (0 a 255)

Tipos de datos: BYTE


70

Realice nuevamente las práctica 3 y 4 del anexo B empleando las funciones SET y RESET.


71

4.2 Operaciones de temporización

Las operaciones Temporizador de retardo a la

conexión y Temporizador de retardo a la conexión

memorizado cuentan el tiempo al estar activada (ON) la

entrada de habilitación. Si el valor actual (Txxx) es mayor

o igual al valor de preselección (PT), se activa el bit de

temporización (bit T).

Cuando la entrada de habilitación está

desconectada (OFF), el valor actual se borra en el caso del

temporizador de retardo a la conexión. En cambio, se

conserva en el temporizador de retardo a la conexión

memorizado. Éste último sirve para acumular varios

períodos de tiempo de la entrada en ON. Para borrar el

valor actual del temporizador de retardo a la conexión

memorizado se utiliza la operación Poner a 0 (R).

Tanto el temporizador de retardo a la conexión

como el temporizador de retardo a la conexión

memorizado continúan contando tras haberse alcanzado el

valor de preselección y paran de contar al alcanzar el valor

máximo de 32767.

El Temporizador de retardo a la desconexión se

utiliza para retardar la puesta a 0 (OFF) de una salida

durante un período determinado tras haberse desactivado

(OFF) una entrada. Cuando la entrada de habilitación se

activa (ON), el bit de temporización se activa (ON)

inmediatamente y el valor actual se pone a 0. Cuando la

entrada se desactiva (OFF), el temporizador cuenta hasta

que el tiempo transcurrido alcance el valor de

preselección. Una vez alcanzado éste, el bit de

temporización se desactiva (OFF) y el valor actual detiene

el conteo. Si la entrada está desactivada (OFF) durante un

tiempo inferior al valor de preselección, el bit de

temporización permanece activado (ON). Para que la

operación TOF comience a contar se debe producir un

cambio de ON a OFF.


72

Se dispone de temporizadores TON, TONR y TOF con tres resoluciones. La

resolución viene determinada por el número del temporizador (v. tabla 9-1). El valor

actual resulta del valor de conteo multiplicado por la base de tiempo. Por ejemplo, el

valor de conteo 50 en un temporizador de 10 ms equivale a 500 ms.

Tabla 4-1 Temporizadores y sus resoluciones

Nota No se pueden compartir números iguales para los temporizadores TOF y TON. Por ejemplo, no puede haber tanto un TON T32 como un TOF T32.

Operaciones de temporización del S7-200

Es posible utilizar temporizadores para implementar funciones controladas por

tiempo. El juego de operaciones S7-200 ofrece tres tipos de temporizadores como se

indica a continuación.

La tabla 4-2 muestra las acciones de los diferentes temporizadores.

Temporizador de retardo a la conexión (TON) para temporizar un solo intervalo.

Temporizador de retardo a la conexión memorizado (TONR) para acumular

varios intervalos temporizados.

Temporizador de retardo a la desconexión (TOF) para ampliar el tiempo después

de un cambio a ”falso” para enfriar un motor tras haber sido desconectado

Tabla 4-2 Acciones de los temporizadores


73

Nota

La operación Poner a 0 (R) sirve para inicializar cualquier temporizador. Esta

operación arroja los siguientes resultados:

Bit de temporización = OFF.

Valor actual = 0

El temporizador TONR sólo se puede inicializar mediante la operación Poner a

0. Tras inicializarse un temporizador TOF, la entrada de habilitación debe cambiar de

ON a OFF para poder rearrancar el temporizador.


74

Resuelva las prácticas 5, 6 y 7 del anexo B.


75

4.3 OPERACIONES DE COMPARACIÓN

Comparar byte

La operación Comparar byte se utiliza para

comparar dos valores: IN1 e IN2. Las comparaciones

incluyen: IN1 = IN2, IN1 >= IN2, IN1 <= IN2, IN1 > IN2,

IN1 < IN2, o IN1 <> IN2.

Las comparaciones de bytes no llevan signo. En

KOP, el contacto se activa si la comparación es verdadera.

En FUP, la salida se activa si la comparación es verdadera.

En AWL, las operaciones cargan un ”1” en el nivel

superior de la pila si la comparación es verdadera.

Comparar entero

La operación Comparar entero se utiliza para



IN1 < IN2, o IN1 <> IN2.

Las comparaciones de enteros llevan signo

(16#7FFF > 16#8000). En KOP, el contacto se activa si la

comparación es verdadera. En FUP, la salida se activa si la

comparación es verdadera. En AWL, las operaciones

cargan un ”1” en el nivel superior de la pila y combinan el

valor ”1” con el primer valor de la pila mediante Y u O

cuando la comparación es verdadera.


76

Comparar palabra doble

La operación Comparar palabra doble se utiliza

para comparar dos valores: IN1 e IN2. Las comparaciones


IN1 < IN2, o IN1 <> IN2.

Las comparaciones de palabras dobles llevan signo

(16#7FFFFFFF > 16#80000000). En KOP, el contacto se

activa si la comparación es verdadera. En FUP, la salida se

activa si la comparación es verdadera. En AWL, las

operaciones cargan un ”1” en el nivel superior dela pila y

combinan el valor ”1” con el primer valor de la pila

mediante Y u O cuando la comparación es verdadera.

Comparar real

La operación Comparar real se utiliza para



IN1 < IN2, o IN1 <> IN2.

Las comparaciones de números reales llevan signo.

En KOP, el contacto se activa si la comparación es

verdadera. En FUP, la salida se activa si la comparación es

verdadera. En AWL, las operaciones cargan un ”1” en el

nivel superior de la pila y combinan el valor ”1” con el

primer valor de la pila mediante Y u O cuando la

comparación es verdadera.


77

Resuelva las prácticas 8 y 9 del anexo B.

4.4 Operaciones con contadores

La operación Contar adelante empieza a contar

hasta el valor máximo cuando se produce un flanco

positivo en la entrada de conteo adelante (CU). Si el valor

actual (Cxxx) es mayor o igual al valor de preselección

(PV), se activa el bit de conteo (Cxxx). El contador se

inicializa al activarse la entrada de desactivación (R) y

para de contar cuando alcanza PV.

La operación Contar adelante/atrás empieza a

contar adelante cuando se produce un flanco positivo en la

entrada de conteo adelante (CU). Por el contrario, empieza

a contar atrás cuando se produce un flanco positivo en la

entrada de conteo atrás (CD). Si el valor actual (Cxxx) es

mayor o igual al valor de preselección (PV), se activa el

bit de conteo (Cxxx). El contador se inicializa al activarse

la entrada de desactivación (R).

La operación Contar atrás empieza a contar atrás

desde el valor de preselección cuando se produce un

flanco positivo en la entrada de conteo atrás (CD). Si el

valor actual es igual a cero, se activa el bit de contaje

(Cxxx). El contador desactiva el bit de contaje (Cxxx) y

carga el valor actual con el valor de preselección (PV)


78

cuando se activa la entrada de carga (LD). El contador

atrás se detiene al alcanzar el valor cero.

Márgenes de conteo: Cxxx=C0 hasta C255


79



80

4.5 OPERACIONES DE MANEJO DE DATOS

Operaciones de transferencia

La operación Transferir byte transfiere el byte de entrada (IN)

al byte de salida (OUT). El byte de entrada permanece

inalterado.

La operación Transferir palabra transfiere la palabra de

entrada (IN) a la palabra de salida (OUT). La palabra de

entrada permanece inalterada.

La operación Transferir palabra doble transfiere la palabra

doble de entrada (IN) a la palabra doble de salida (OUT). La

palabra doble de entrada permanece inalterada.

La operación Transferir real transfiere un número real de 32

bits de la palabra doble de entrada (IN) a la palabra doble de

salida (OUT). La palabra doble de entrada permanece

inalterada.

Condiciones de error que ponen ENO a 0: SM4.3 (tiempo de

ejecución), 0006 (direccionamiento indirecto)

Swap

La operación Invertir bytes de una palabra intercambia el byte más significativo y el byte menos significativo de una palabra (IN). Condiciones de error que ponen ENO a 0: SM4.3 (tiempo de ejecución), 0006 (direccionamiento indirecto)


81

Ejemplos de operaciones de transferir e invertir

Sumar y restar enteros de 16 bits

Las operaciones Sumar enteros de 16 bits Restar

enteros de 16 bits suman/restan dos enteros de 16 bits,

arrojando un resultado de 16 bits (OUT).

En KOP y FUP: IN1 + IN2 = OUT

IN1 – IN2 = OUT

En AWL: IN1 + OUT = OUT

OUT–IN1=OUT

Condiciones de error que ponen ENO a 0:

SM1.1 (desbordamiento), SM4.3 (tiempo de ejecución),

0006 (direccionamiento indirecto)

Estas operaciones afectan a las siguientes marcas

especiales:

SM1.0 (cero); SM1.1 (desbordamiento); SM1.2 (negativo)


82

Sumar y restar enteros de 32 bits

Las operaciones Sumar enteros de 32 bits y

Restar enteros de 32 bits suman/restan dos enteros de 32

bits, arrojando un resultado de 32 bits (OUT).


IN1 – IN2 = OUT


OUT–IN1=OUT





especiales:


Multiplicar y dividir enteros de 16 bits

La operación Multiplicar enteros de 16 bits

multiplica dos números enteros de 16 bits, arrojando un

producto de 16 bits.

La operación Dividir enteros de 16 bits divide dos

números enteros de 16 bits, arrojando un cociente de 16

bits. No se guarda ningún resto.

La marca de desbordamiento se activa si el

resultado es mayor que una salida de palabra.

En KOP y FUP: IN1 _ IN2 = OUT

IN1 / IN2 = OUT

En AWL: IN1 _ OUT = OUT

OUT / IN1 = OUT


SM1.1 (desbordamiento), SM1.3 (división por cero),

SM4.3 (tiempo de ejecución), 0006

(direccionamientoindirecto)


83

Estas operaciones afectan a las siguientes marcas especiales:

SM1.0 (cero); SM1.1 (desbordamiento); SM1.2 (negativo); SM1.3 (división por

cero)

Si SM1.1 (marca de desbordamiento) se activa durante una operación de multiplicación

o de división, no se escribe en la salida y todos los demás bits de estado aritméticos se

ponen a 0.

Si se activa SM1.3 (división por cero) durante una operación de división,

permanecerán inalterados los demás bits aritméticos de estado, así como los operandos

de entrada originales. En otro caso, todos los bits aritméticos de estado soportados

contendrán el estado válido al finalizar la operación aritmética.

Sumar y restar reales

Las operaciones Sumar reales y Restar reales

suman/restan dos números reales de 32 bits, dando como

resultado un número real de 32 bits (OUT).


IN1 – IN2 = OUT


OUT–IN1=OUT





especiales:


SM1.1 se utiliza para indicar errores de desbordamiento y

valores no válidos. Si se activa SM1.1, el estado de SM1.0

y de SM1.2 no será válido y no se alterarán los operandos

de entrada originales. Si SM1.1 y SM1.2 no se activan

durante una operación de división, la operación aritmética

habrá finalizado con un resultado válido, y tanto SM1.0

como SM1.2 contendrán un estado válido.


84

Multiplicar y dividir reales

La operación Multiplicar reales multiplica

dos números reales de 32 bits, dando como

resultado un número real de 32 bits (OUT).

La operación Dividir reales divide dos

números reales de 32 bits, dando como resultado

un cociente de número real de 32 bits.

En KOP y FUP: IN1 _ IN2 = OUT

IN1/ IN2 = OUT

En AWL: IN1 _ OUT = OUT

OUT / IN1 = OUT


SM1.1 (desbordamiento), SM1.3 (división porcero),


(direccionamientoindirecto)


especiales:

SM1.0 (cero); SM1.1 (desbordamiento o valor no válido

generado durante la operación o parámetro de entrada no válido);

SM1.2 (negativo); SM1.3 (división por cero) Si se activa SM1.3

durante una operación de división, permanecerán inalterados los

demás bits aritméticos de estado, así como los operandos de

entrada originales. SM1.1 se utiliza para indicar errores de

desbordamiento y valores no válidos. Si se activa SM1.1, el

estado de SM1.0 y de SM1.2 no será válido y no se alterarán los

operandos de entrada originales. Si SM1.1 y SM1.3 no se activan

(durante una operación de división), la operación aritmética habrá

finalizado con un resultado válido, y tanto SM1.0 como SM1.2

contendrán un estado válido.



85


86

4.6 OPERACIONES DE CONTROL DE PROGRAMA

END condicional

La operación condicional Finalizar programa

principal finaliza el programa en función de la

combinación lógica precedente.

Operandos: Ninguno


Nota

La operación END condicional se puede utilizar en el

programa principal, pero no en subrutinas ni en rutinas de

interrupción.

Nota

STEP 7-Micro/WIN 32 añade automáticamente un fin absoluto al programa principal de

usuario.

STOP

La operación STOP finaliza inmediatamente la

ejecución del programa haciendo que la CPU cambie de

RUN a STOP.

Operandos: Ninguno

Si la operación STOP se ejecuta en una rutina de

interrupción, ésta se finalizará inmediatamente ignorando

las interrupciones pendientes. Las demás acciones en el

ciclo actual se completan, incluyendo la ejecución del

programa principal. El cambio de RUN a STOP se

produce al final del ciclo actual.

Borrar temporizador de vigilancia

La operación Borrar temporizador de vigilancia

permite que la CPU redispare el temporizador de

vigilancia. Así se prolonga el tiempo de ciclo sin que se

indique un error de vigilancia.

Operandos: Ninguno


87

Utilizar la operación WDR para inicializar el temporizador de vigilancia

Esta operación se debe utilizar con mucha cautela. En caso de utilizar bucles

para que no finalice el ciclo o para prolongarlo excesivamente, es posible que no se

ejecuten los procesos siguientes hasta completar el ciclo:

Comunicación (excepto modo Freeport)

Actualización de las entradas y salidas (excepto control directo de las E/S)

Actualización de los valores forzados

Actualización de las marcas especiales (no se actualizan las marcas SM0 y SM5

a SM29)

Tareas de diagnóstico en el tiempo de ejecución

Los temporizadores con resolución de 10 ms y 100 ms no contarán

correctamente los ciclos que excedan los 25 segundos.

Operación STOP si se utiliza en una rutina de interrupción

Nota

Si se prevé que el tiempo de ciclo durará más de 300 ms o que la actividad de

interrupción aumentará de modo que el ciclo principal quede interrumpido más de 300

ms, es preciso utilizar la operación WDR para redisparar el temporizador de vigilancia.

Cambiando el selector a la posición STOP, la CPU pasará a modo STOP en 1,4

segundos.


88

Saltar a meta, Definir meta

La operación Saltar a meta deriva la ejecución del

programa a la meta indicada (n). Al saltar, el primer valor

de la pila es siempre un ”1” lógico.

La operación Definir meta indica la dirección de

la meta de salto (n).

Operandos: n: Constante (0 a 255)

Tipos de datos: WORD

Tanto la operación de salto como la

correspondiente meta deben encontrarse en el programa

principal, en una subrutina o en una rutina de interrupción.

Desde el programa principal no se puede saltar a una meta

que se encuentre en una subrutina o en una rutina de

interrupción. Tampoco es posible saltar desde una

subrutina o una rutina de interrupción a una meta que se

encuentre fuera de ella.


89

Ejemplo de la operación Saltar a meta

Ejemplo de las operaciones Saltar a meta y Definir meta en KOP, AWL y FUP

(SIMATIC) Operaciones SIMATIC

Llamar subrutina, Retorno de subrutina

La operación Llamar subrutina transfiere

el control a la subrutina (n). Esta operación se

puede utilizar con o sin parámetros. Para añadir

una subrutina, elija los comandos de menú Edición

> Insertar > Subrutina. La operación Retorno

condicional de subrutina se utiliza para finalizar

una subrutina en función de la combinación lógica

precedente.

Operandos: Ninguno


Una vez ejecutada la subrutina, el control

vuelve a la operación que sigue a la llamada de la

subrutina (CALL). La figura 9-55 muestra

ejemplos de las operaciones Llamar subrutina y

Retorno de subrutina. Condiciones de error que

ponen ENO a 0 para la llamada de subrutina con

parámetros:


(excedida la profundidad máxima de anidamiento)

Nota

STEP 7-Micro/WIN 32 añade automáticamente un retorno desde cada subrutina. En el

programa principal, se pueden anidar (situar una llamada a subrutina en otra) hasta ocho


90

subrutinas. Las subrutinas no se pueden anidar en una rutina de interrupción. Una

llamada a subrutina no se puede disponer en ninguna otra subrutina a la que se llame

desde una rutina de interrupción. Si bien la recursion (la subrutina se llama a sí misma)

está permitida, hay que utilizarla con cautela.

Cuando se llama a una subrutina, se almacena toda la pila lógica, poniéndose a

”1” el nivel superior de la pila. Sus demás niveles se ponen a ”0” y la ejecución se

transfiere a la subrutina que se ha llamado. Cuando ésta se termina de ejecutar, se

restablece la pila con los valores almacenados al llamar a la subrutina y se retorna a la

rutina que ha efectuado la llamada.

Los acumuladores son comunes a las subrutinas y a la rutina de llamada. Los

acumuladores no se almacenan ni se restablecen si se utilizan con subrutinas.


91

FOR, NEXT

La operación FOR ejecuta las operaciones que se

encuentren entre FOR y NEXT. Se deben indicar el valor

del índice o el conteo actual del bucle (INDX), el valor

inicial (INIT) y el valor final (FINAL).

La operación NEXT marca el final del bucle FOR

y pone a ”1” el primer valor de la pila.

Ejemplo: si el valor de INIT es 1 y si el de FINAL

es 10, las operaciones que se encuentren entre FOR y

NEXT se ejecutarán 10 veces, incrementando el valor de

conteo INDX en 1, 2, 3, ...10.

Si el valor inicial es mayor que el valor final, no se

ejecuta el bucle. Después de ejecutarse las operaciones que

se encuentran entre FOR y NEXT, se incrementa el valor

de INDX y el resultado se compara con el valor final. Si

INDX es mayor que el valor final, finaliza el bucle.

para: Condiciones de error que ponen ENO a 0:

SM4.3 (tiempo de ejecución),


Reglas para utilizar el bucle FOR/NEXT:

Al habilitar el bucle FOR/NEXT, éste se ejecuta hasta finalizar las iteraciones, a

menos que Ud. cambie el valor final dentro del bucle. Los valores se pueden

cambiar mientras se ejecute FOR/NEXT.

Si se vuelve a habilitar el bucle, éste copia el valor inicial (INIT) en el valor

actual de conteo del bucle (IDX). La operación FOR/NEXT se desactiva

automáticamente la próxima vez que se habilite.

Las operaciones FOR/NEXT repiten un bucle del programa un número determinado

de veces. Toda operación FOR exige una operación NEXT. Los bucles FOR/NEXT

pueden anidarse (insertar un bucle FOR/NEXT dentro de otro) hasta una profundidad de

ocho niveles.


92


93

Relé de control secuencial

La operación Cargar relé de control secuencial

indica el comienzo de un segmento SCR. Si n = 1, se

habilita la circulación de la corriente hacia el segmento

SCR. La operación LSCR se debe finalizar con una

operación SCRE.

La operación Transición del relé de control

secuencial identifica el bit SCR que se debe habilitar (el

siguiente bit S a activar). Cuando la corriente fluye hasta

la bobina o hasta el cuadro FUP, el bit S direccionado se

activa y el bit S de la operación LSCR (que habilitó este

segmento SCR) se desactiva.

La operación Fin del relé de control secuencial

indica el fin e un segmento SCR.

Descripción de las operaciones del relé de control secuencial

En KOP, FUP y AWL, los relés de control secuencial (SCRs) se utilizan para

estructurar instalaciones etapas en segmentos equivalentes del programa. Los SCRs

permiten segmentar lógicamente el programa de usuario.

La operación LSCR carga el valor del bit S que indica la operación en la pila del

relé de control secuencial (pila SCR), así como en la pila lógica. El segmento SCR se

activa o se desactiva en función del resultado de la pila SCR. El valor superior de la pila

se carga en el bit S indicado, pudiéndose conectar directamente los cuadros y las

bobinas a la barra de alimentación izquierda sin necesidad de interconectar un contacto.

La figura 8-1 muestra la pila SCR y la pila lógica, así como los efectos de la operación

LSCR.


94

Fig. 4-1

Observaciones en relación con las operaciones del relé de control secuencial:

Todas las operaciones que se encuentren entre la operación LSCR y la operación

SCRE constituyen el segmento SCR, dependiendo su ejecución del valor de la

pila SCR. La lógica que se encuentra entre la operación SCRE y la siguiente

operación LSCR no de-pende del valor de la pila SCR.

La operación SCRT activa un bit S que habilita el siguiente relé de control

secuencial.

Asimismo, desactiva el bit S que se cargó para habilitar esta parte del segmento SCR.

Uso restringido de relés

Al utilizar los relés de control secuencial es preciso tener en cuenta los

siguientes puntos:

Un mismo bit S no se puede utilizar en más de una rutina. Por ejemplo, si S0.1

se utiliza en el programa principal, no se podrá utilizar además en la subrutina.

En un segmento SCR no se pueden usar las operaciones Saltar a meta (JMP) ni

Definir

meta (LBL). Por tanto, no sirven para saltar dentro ni fuera del segmento SCR, ni

tampoco en el mismo. No obstante, las operaciones de salto y de meta se pueden

emplear para saltar segmentos SCR.

END.


95

Ejemplo de una operación SCR

La figura 4-2 muestra cómo funciona un relé de control secuencial.

En el ejemplo, S0.1 se activa con la marca especial SM0.1 (marca del primer

ciclo). S0.1 será entonces la etapa 1 activa en el primer ciclo.

Una vez transcurrido un retardo de 2 segundos, T37 provoca una transición a la

etapa 2. Esta transición desactiva el segmento SCR (S0.1) de la primera etapa y

activa el segmento SCR (S0.2) de la segunda etapa.

Figura 4-2 Ejemplo de una operación relé de control secuencial (SCRs) en KOP, AWL

y FUP (SIMATIC)


96


y FUP (SIMATIC) (continuación)


97


y FUP (SIMATIC) (continuación)

Resolver práctica no. 14 del anexo B.


98

CONCLUSIÓN

Este capítulo es probablemente el más importante de nuestro curso debido a que

hemos aprendido a utilizar las operaciones de control que se harán de plasmar en el

diagrama de escalera y que serán quien nos controle el proceso de manera u forma en la

que nosotros lo hayamos programado.

En este capítulo hemos abordado todas las funciones básicas con las cuales

puede trabajar el PLC y que por medio de las cuales podemos empezar a realizar

programas que controlen procesos desde simples y hasta cierto grado de complejidad.

Dentro de las operaciones básicas se estudiaron las que están relacionadas con

los contacto de entrada y salida, recuerde que estas son las más utilizadas en la gran

mayoría de procesos industriales ya que trabajan normalmente con sensores de limite o

de 2 estados, y estos activan salidas de dos estados como relevadores, electrovalvulas

indicadores luminosos, indicadores auditivos etc.

En las operaciones de temporización aplicamos los diferentes tipos de timmer

que ofrece el fabricante como lo son el TON, TONR y TOFF, recuerde que debido a la

lógica de su proceso es el timmer a utilizar, por ejemplo si quiere que una salida o

contacto se activen después de determinado tiempo, es conveniente usar el TON,

siempre y cuando se active con un pulso que va de CERO a UNO, también puede

utilizar que el timmer se active cuando en su entrada exista un pulso que va de UNO a

CERO, y que después de un tiempo se active ya sea un contacto o salida se recomienda

el uso del TOFF, si se quiere que un timmer siga su cuenta aun y cuando en su entrada

de activación ha cambiado de estado se recomienda el uso del TONR.

En las operaciones de conteo hemos estudiado que el fabricante pone a nuestra

disposición dos tipos de contadores que son contadores ascendentes CTU y contadores

descendentes CTD, el contador a utilizar es depende del proceso, recuerde un contador

puede contar eventos internos y externos, y son muy útiles en procesos como cuando se

quiere llevar cierto tipo de control en secuencias o conteo de producto etc, cabe resaltar

que también se hablo de que puede formarse el contador ascendente y descendente a

partir de un CTU y un CTD, esto se logra direccionando ambos contadores con la

misma dirección de memoria.

En lo que tiene que ver con manejo de datos el fabricante nos proporciona la

flexibilidad de no solo leer entradas y salidas independientes o una por una esta

operación nos da la posibilidad de leer todas las entradas a la vez así como poder

asignar salidas a la vez.

Las operaciones de comparación hacen que la programación del PLC para

ciertos procesos se vuelva más sencilla ya que con esta podemos determinar límites,

dentro de los cuales queremos que ciertas condiciones se lleven acabo.

Las operaciones de control de programa nos permite tener un mayor manejo

sobre nuestro proyecto, ya que para ciertos procesos se presentan condiciones donde

necesitamos que nuestro programa no continúe en la siguiente línea si no que salte a

otra que nosotros deseamos, así como también se pueden tener condiciones en nuestro

proceso que requieran que el PLC detenga la ejecución del proceso y se ponga en modo


99

stop, todas estas operaciones son posibles gracias a la funciones de control del

programa.

Con esto hemos concluido el estudio de nuestro curso, hasta aquí el participante

debe ser capaz de identificar las partes del PLC, conocer su utilidad así como a

seleccionar las tarjetas, es también capaz de manipular el software del fabricante por

medio del cual editará, verificara, monitoreará y cargará sus programas en PLC, es

capaz de diseñar e implementar programas para procesos donde sea adecuado el uso de

un PLC.

Con todo lo anterior usted está capacitado para manejar de forma profesional el

PLC en cuestión con lo cual podrá aumentar sus expectativas de trabajo y desarrollo

profesional.


100

CONCLUSIONES GENERALES

Hasta aquí ha terminado el curso básico de PLC siemens, a lo largo de este

tiempo hemos aprendido a utilizar, manipular y programar el PLC, con todo esto usted

esta preparado para realizar automatismos de cierto grado de complejidad.

Los conocimientos teóricos y prácticos revisados en el curso fueron diseñados

para que usted los asimilara de una forma sencilla y clara, si bien nos dimos cuenta que

la información teórica es suficiente para poder implementar aplicaciones muy diversas y

reales que usted podrá encontrarse en su área de trabajo y que sin duda alguna usted

podrá hacer frente a ellas de manera profesional y segura, así mismo los ejercicios

planteados fueron pensados para aplicar la mayor cantidad posible de las funciones

básicas estudiadas en el curso, con lo cual se permitió su entendimiento para que usted

pueda aplicarlas a otro tipo de aplicaciones más complejas

Una vez estando trabajando en el campo se encontrará con aplicaciones donde

los conocimientos adquiridos en este curso no le serán suficientes, esto no significa que

el PLC ya no puede con este tipo de aplicaciones al contrario el PLC es aquí donde

toma realmente su valor ya que en la actualidad los PLC cuentan con funciones

avanzadas que permiten resolver aplicaciones altamente complejas, si usted quisiera

utilizar estas funciones extras del PLC puede hacerlo consultando el manual del mismo,

pero le recomendamos que tome una capacitación especial en ese tipo de instrucciones.

Con los conocimiento adquiridos nosotros le aseguramos que usted puede emitir

un juicio muy acertado a la hora de seleccionar un PLC, programarlo o buscar una falla

en el funcionamiento del mismo.

Esperamos que este curso haya sido de su agrado y además haya cumplido con

todas sus expectativas. Por último le recomendamos documentarse más acerca de los

PLC’s para que su comprensión quede totalmente complementada.


101

ANEXO A GUÍA RÁPIDA DE CARACTERÍSTICAS DE LOS CPU’S 200


102


103


104

ANEXO B “PRÁCTICAS Y EJERCICIOS” PRÁCTICA 1: ENCENDIDO Y PARO DE UN MOTOR

Realice un programa para el encendido y paro de un motor, se cuenta con botones push

botton NA y NC.

PRACTICA NO.2: CONTROL DE DOS MOTORES

Se desea realizar el control de dos motores de la siguiente manera:

Contará con un interruptor de encendido general, el cual al ser accionado

deben de encender los dos motores.

Contará con un interruptor de apagado general, el cual

al ser accionado deben de apagarse los dos motores.

Contará con un interruptor de apagado para cada uno de los motores.

Todos los interruptores son del tipo push botton.

PRACTICA 3: CONTROL DE UNA COCHERA

OBJETIVO: Se desea realizar el control de una puerta para cochera.

Contará con 3 botones, uno para cierre, otro para abrir y uno más para paro.

Dependiendo de la acción que se quiera realizar se pulsará el botón

correspondiente.

Si se presiona el botón de abrir la puerta abrirá solo si se encuentra totalmente

cerrada, si se encuentra abriendo o cerrando no le hace caso a esta acción.

La puerta cerrara solo si la puerta se encuentra totalmente abierta, si se encuentra

abriendo o cerrando no le hace caso a esta acción.

El botón de paro detiene la acción de abrir o cerrar.

Si se ha presionado la condición de paro, la puerta podrá abrir o cerrar.

Tenemos 2 limit switch NC. Estos nos sirven como sensores para saber cuando

la puerta esta abierta y cuando esta cerrada.

El movimiento de abrir o cerrar la puerta lo hace un motor.

Se cuenta con indicadores luminosos para indicar visualmente la acción que se

esta realizando, si esta cerrada prenderá la lámpara de cerrada, si esta abierta

prenderá la lámpara de abierta, si encuentra entre abierta prenderá la lámpara de

ajar.


105

PRACTICA 3 PUERTA DE COCHERA

DESCRIPCIÓN:

El Panel de Control cuenta con dos pulsadores de N.A. y uno N.C. los cuales permiten

realizar las siguientes acciones respectivamente:

Abrir

Cerrar

Detener

La puerta tiene dos movimientos hacia arriba y hacia abajo, dependiendo del sentido de

rotación que se le dé al motor.

Además se cuenta con dos sensores de final de carrera que deben de permitir detener el

movimiento de dicho motor, sin oprimir el botón de paro.

También se tiene tres indicadores luminosos que avisan que la puerta esta

completamente cerrada, abierta o entreabierta.


106

PRACTICA 4 SILO

DESCRIPCIÓN:

El Panel de Control cuenta con un pulsador de N.A. y un N.C. los cuales son los

botones de arranque y paro respectivamente

Se tiene tres indicadores luminosos que avisan que el sistema de dosificación esta en

operación, vaciando y de carga completa.

Además se cuentan con dos sensores uno de nivel y otro de proximidad que se muestran

con detalle en el dibujo anterior.

Como salida se tiene una válvula selenoide de regreso por resorte que cuando ésta se

encuentra activada realiza la dosificación del producto.

Así como también se cuenta con un motor de da el movimiento de la banda

transportadora en un solo sentido.

OBJETIVO: Diseñe un diagrama de escalera para PLC que automáticamente posiciones y llene las

cajas, las cuales aparecen secuencialmente en la banda transportadora. El programa que

desarrolle debe de satisfacer las siguientes condiciones o premisas:


107

La secuencia puede ser detenida y comenzada de nuevo en cualquier momento

usando los switches de Paro e Inicio que se encuentran montado en el Panel de

Control.

El indicador de RUN permanecerá energizado siempre que el sistema esté

operando en modo automático.

El indicador de RUN, el motor de la banda transportadora y la válvula selenoide

se desenergizarán siempre que el sistema se detenido con el botón de Paro.

El indicador de Llenar debe de energizarse cuando la caja se esté llenando.

El indicador de Lleno se energizará cuando la caja esté llena y permanecerá así

hasta que la caja se movida fuera del sensor de proximidad.

Detenga el movimiento de la banda transportadora cuando la caja sea detectada

de su borde derecho.

Con la caja posicionada y la banda transportadora detenida, active la válvula

selenoide y permita que la caja sea llenada. El proceso de llenado debe de

concluir cuando el sensor de nivel asuma el valor de verdadero.

PRACTICA 5: LUCES INTERMITENTES

Realizar un programa que tenga la siguiente secuencia:

1.- Cuando se accione una entrada comenzará la secuencia, representando el inicio.

2.- Comenzada la secuencia en el primer segundo se encenderá una salida.

3.- En el siguiente segundo se mantendrá apagada la lámpara.

4.- Repetir los pasos 2 y 3 hasta que se accione la entrada que representa el paro de la

secuencia.

PRÁCTICA 6: CONTROL SECUENCIAL DE MOTORES

Se tienen 5 motores, un botón de arranque, un botón de paro y un botón de

emergencia. También se tiene una lámpara de alarma.

Cuando se pulsa el botón de arranque los motores deberán de encender

secuencialmente con un intervalo de 5 segundos entre un arranque y otro.

Cuando se pulse el botón de emergencia los cinco motores deberán apagarse al

mismo tiempo y encenderá la lámpara en forma intermitente a una frecuencia de

1 hz.

Cuando se pulse el botón de paro normal, los motores deberán apagarse uno tras

otro con un retardo de 3 seg. entre cada uno de ellos.

Para desactivar la lámpara de emergencia se pulsará el botón de arranque e

iniciar el encendido.


108

PRÁCTICA 7: TEMPORIZACIÓN PARA ILUMINACIÓN DE ESCALERA

Este programa ejemplo sirve para la activación de la iluminación de una escalera. Los pulsadores ON (CON) en las distintas plantas están conectados todos ellos a la entrada I0.0 del autómata. Después de haber accionado el pulsador ON (CON), se enciende la luz durante 30 segundos (Q0.0). Si durante este tiempo se activa de nuevo el pulsador ON (CON), el intervalo de temporización se reinicializa desde el comienzo; con esto se asegura que la luz no se apagará hasta después de transcurridos 30 segundos después de accionar por última vez el pulsador.

PRÁCTICA 8: LUCES SECUENCIALES

Diseñe un programa que genere una secuencias de luces, se trata de 8 luces las

cuales se activaran una a la vez por espacio de medio segundo y seguirán un orden

de activación primero de izquierda a derecha y posteriormente de derecha a

izquierda, asi sucesivamente.


109

PRÁCTICA 9: CONTROL DE UN SEMÁFORO

Se desea realizar el control secuencial de un semáforo para un crucero.

El diagrama de tiempos se muestra debajo de la ilustración.

Realiza el programa de tal manera que cumpla con las restricciones y tiempos

del semáforo.

ESQUEMA DEL EJERCICIO 9

PRÁCTICA 10: CONTEO ASCENDENTE Y DESCENDENTE DE ENTRADA

ÚNICA.

Se tiene una sola entrada y se desea hacer la siguente operación:


110

Que los primeros 10 pulsos que lleguen a esta entrada se cuente pulsos de

manera ascendente.

Al terminar de contar los 10 eventos los próximos 10 pulsos siguientes realizará

una cuenta descendente hasta el 0.

Al terminar de contar los 10 eventos se repite el ciclo de conteo ascendente y

luego el descendente y así sucesivamente.

PRÁCTICA 11: RELOJ DESPERTADOR.

Utilizando el bit especial SM0.5 para generar los pulsos de reloj de un segundo,

los cuales tiene que ser contados de 0 a 60. Cuando se halla completado la

cuenta hasta 60 ésta vuelve a cero y se incrementa la cuenta del contador de los

minutos, éste a su vez cuando halla completado su cuenta hasta 60 regresa a cero

e incrementa la cuenta del contador de las horas hasta 24.

Debe de activarse una alarma durante un tiempo de 2 minutos y apagarse 5

minutos y así sucesivamente cuando se cumpla la hora de programación del

despertador hasta que se presione el botón pulsador silenciador de en forma

temporal (deja pasar un tiempo de 5 minutos para volverse activar la alarma) o

con el switch selector de apagado/activación de forma permanente.

EJERCICIO 12: ENTRADA ANALÓGICA

Se tiene un módulo de combinación de E/S analógica (EM 235) que se encuentra

después del CPU 224. Un transductor de presión está conectado a la entrada 0 de

este módulo y deseamos leer el valor en unidades de ingeniería. El transductor

de presión mide presiones de 0–1000 lbs/pul2 y proporciona una señal de 0–10

V al módulo analógico.

Para una señal de 0–10 V, el módulo analógico proporciona un rango entre 0–

32,752.

Utilice la funciones de manejo de datos para dar el resultado de esta conversión

en una variable de memoria RAM basado en la señal de entrada proveniente del

transductor de presión en el módulo analógico.

EJERCICIO 13: CONTROL DE UNA VÁLVULA CON ENTRADA

ANALÓGICA

Se tiene un módulo de combinación de E/S analógica (EM 235) que se encuentra

después del módulo CPU 226. Se desea controlar una válvula proporcional

conectada a la salida 0. La válvula requiere una señal de 0–20 mA para controlar

el tamaño de su abertura (0–100%). (Suponga que hay presente lógica adicional

en el programa que calcula el tamaño de abertura de la válvula en porcentaje y

coloca un número entre 0–100 en VW10)

El módulo analógico proporciona una señal de salida de 0–20 mA para un

número entre 0-32,752.


111

EJERCICIO 14: ARRANQUE Y PARO DE UN MOTOR CON SÓLO BOTÓN

PULSADOR

Se requiere implementar un programa en donde a través de un sólo botón

pulsador normalmente abierto se controle el arranque y paro de un motor.

La idea es que cuando se oprima por primera vez este botón pulsador se

arranque el motor.

Cuando se vuelva a oprimir el motor tiene que dejar de operar.

Y se vuelve a oprimir volverá a realizar las operaciones anteriormente

mencionadas de manera sucesiva.


112

ANEXO C MODULO ANALÓGICO EM 235


113

Calibración y configuración

Se puede acceder al potenciómetro de calibración y a los interruptores DIP de configuración a través de las rejillas de ventilación del módulo (véase fig. A-29).


114

Identificación de terminales de conexión para el EM 235, 3 entradas analógicas AI y 1 salida analógica AQ x 12 bits

Potenciómetro de calibración e interruptores DIP de configuración

Configuración

En la tabla A-3 se indica cómo configurar el módulo utilizando los interruptores DIP. El margen de las entradas analógicas se selecciona con los interruptores 1, 3, 5, 7, 9 y 11. Todas las entradas se activan en un mismo margen y formato. En la tabla A-3 se muestran la repetibilidad, la precisión media, la desviación y la precisión absoluta expresadas tanto en porcentaje del fondo de escala como en impulsos de contaje de la palabra de datos. Tabla A-3 Interruptores de configuración para el módulo EM 235, 3 entradas analógicas AI, 1 salida analógica AQ x

12 bits.

1 Mediciones realizadas después de haber calibrado el margen de entrada, estando asignadas todas las

entradas al mismo margen de tensión de entrada. El interruptor 1 permite la selección de la polaridad: ON para

unipolar, OFF para bipolar, suponiendo la conexión a la red de la CPU al conmutar entre formato unipolar y formato

bipolar. Los interruptores 3, 5, 7, 9 y 11 permiten seleccionar el margen de tensión.


115

2 0a 55C, valor típico, porcentaje del fondo de escala.

3 0a 55C, valor en el peor de los casos, porcentaje del fondo de escala.

4 0 a 20 mA según medición con una resistencia interna de 250 W conectada en el sentido de la corriente.

5 Hay un error de conversión al transferir de canal a canal debido al tiempo de ajuste finito del multiplexor

analógico. El error máximo de transferencia es de 0,1 % de la diferencia entre canales.

Calibración de una entrada

La calibración afecta los tres canales de entrada. Después de cada calibración puede suceder que difieran los valores leídos de las entradas. Para calibrar una entrada: 1. Desconecte el módulo. Seleccione el margen de entrada deseado. 2. Conecte la CPU y el módulo. Espere unos 15 minutos para que el módulo pueda estabilizarse. 3. Mediante una fuente de tensión o de corriente, aplique a una de las entradas una señal de valor cero. 4. Mediante la función de lectura de su paquete de programación, lea el valor que la CPU ha recibido del correspondiente canal de entrada. 5. Con el potenciómetro OFFSET, seleccione el valor cero u otro valor digital. 6. Aplique una señal del fondo de escala a una entrada y lea el valor que ha recibido la CPU. 7. Con el potenciómetro GAIN, seleccione el valor 32000 u otro valor digital. 8. En caso necesario, vuelva a calibrar el desplazamiento (Offset) y la ganancia (Gain). Formato de la palabra de datos de entrada

En la figura A-30 se muestra la disposición del valor de dato 12 bits dentro de la palabra de entrada analógica de la CPU.

Si la repetibilidad diverge en sólo 0,45% del fondo de escala puede producirse una variación de 144 unidades sobre el valor leído de la entrada analógica.

Formato de la palabra de datos

Nota

Los 12 bits del valor de conversión analógica/digital (ADC) se justifican a la izquierda en el formato de palabra de datos. El bit más significativo indica el signo, en tanto que cero indica un valor positivo. En formato unipolar, los tres ceros a la derecha modifican el valor de la palabra de datos en incrementos de 8 por cada cambio del valor ADC. En formato bipolar, los cuatro ceros a la derecha modifican el valor de la palabra de datos en incrementos de 16 por cada cambio del valor ADC.

Esquema de bloques de las entradas

En la figura A-35 se representa el esquema de bloques de las entradas del módulo EM235.


116

Esquema de bloques de las entradas de EM 235

Formato de la palabra de datos de salida

En la figura A-36 se muestra la disposición del valor de dato de 12 bits dentro de la palabra de salida analógica de la CPU.

Formato de la palabra de datos de salida Nota

Los 12 bits del valor de conversión digital/analógica (DAC) se justifican a la izquierda en el formato de palabra de datos de salida. El bit más significativo indica el signo, en tanto que cero indica un valor positivo. Los cuatro ceros a la derecha se truncan antes de cargarse en los registros DAC. Estos bits no tienen efecto alguno en el valor de señal de salida.


117

Esquema de bloques de las salidas

En la figura A-37 se representa el esquema de bloques de las salidas del módulo EM235.

Esquema de bloques de las salidas de EM 235


118

ANEXO D“EVALUACIONES”

EXÁMEN CAPÍTULO 1 CONCEPTOS DE CONTROLADORES LÓGICOS

PROGRAMABLES

Nombre:______________________________________________________________

Formación profesional: ___________________________________________________

Empresa o lugar de procedencia: ____________________________________________

El siguiente examen esta dividido en 5 partes, las cuales contienen a lo máximo 5

preguntas c/u, dispone aproximadamente de 1 hora para contestarlo.

I. INSTRUCCIONES: Lea cuidadosamente las preguntas que se plantean y contesta

con tus propias palabras lo que se te pide. Cada reactivo en esta sección tiene un valor

de 4 puntos.

I.1 Defina el concepto de PLC

I.2 ¿Qué tipos de memoria utiliza el plc y para que sirven cada una?

I.3 Enuncie y defina los componente básicos que conforman un PLC.

I.4 A que se refiere el termino “tiempo de barrido (SCAN)”.

I.5 ¿Para que nos sirven los módulos de ampliación?

II. INSTRUCCIONES: Lea atentamente los siguientes y complétalos correctamente.

En esta sección cada reactivo vale 2 punto.

II.1 El sistema numérico representado por dos dígitos (1 y 0) lo conocemos

como________________.

II.2 Para convertir un numero binario a hexadecimal, se hace tomando grupo de

______________ unos.

II.3 El numero 30 decimal equivale a ___________________ en sistema binario.

II.4 La letra F en hexadecimal equivale a ________________ en sistema decimal.

III. INSTRUCCIONES: Lea con cuidado cada uno de los siguientes enunciados así

como sus alternativas y marca con una X la respuesta correcta. En esta sección cada

reactivo tiene un valor de 4 puntos.

III.1 La dirección para la entrada 5 de una CPU de 8 entradas y 8 salidas corresponde

a :

a) I0.4 ( ) b) I0.5 ( ) c) I5.0 ( ) d) I5.1 ( )


119

III.2 La dirección para la entrada 12 de una CPU 16 entradas y 16 salidas corresponde

a:

a) I12.0 ( ) b) I0.11 ( ) c) I1.3 ( ) d) I1.5 ( )

III.3 La dirección para la salida 3 de una CPU de 8 entradas t 8 salidas corresponde a:

Q0.2 ( ) b) Q0.3 ( ) c) O0.2 ( ) d) O0.3 ( )

III.4 De las siguientes opciones identifica la marca (M) 3:

a) M0.0 ( ) b) M0.2 ( ) c)M0.3 ( ) d) M3 ( )

III.5 El formato de dirección de un temporizador con tiene lo siguiente.

a) T[numero del temporizador] b) T[numero del temporizador, numero de entrada]

c) T[dirección del bit] c) T[Dirección del byte].[Dirección del bit]

IV INSTRUCCIONES: Lea cuidadosamente las siguientes preguntas y proporciona

las respuestas de una manera clara y precisa. Cada reactivo tiene un valor de 10 puntos.

IV.1 Realiza un dibujo sencillo donde indique como conectar entradas y salidas a

24VCD.

IV.2 Realiza el mismo dibujo pero con salidas a relevador.

IV.3 ¿Qué función tiene el colocar un diodo a la salida de un PLC tipo transistor.

IV.4 Usaría usted una salida a relevador para activar una carga directamente, si su

respuesta es si o no mencione el porque.

V INSTRUCCIONES: Observe con atención la siguiente lista de etapas del proceso

de SCAN del PLC siemens, anote en cada paréntesis el numero de orden respectivo del

1 al 5 de las etapas en como se efectúa este proceso. Esta sección tiene un valor de 12

puntos que se tomará en cuenta solo si se realiza el ejercicio satisfactoriamente.

( ) Escribe salidas

( ) Procesa las peticiones de comunicación

( ) Lee las entradas

( ) Efectúa el autodiagnóstico

( ) Ejecuta el programa.

( ) Limpia las entradas y salidas


120

EXÁMEN CAPÍTULO 2

DIAGRAMA DE ESCALERA Nombre:_______________________________________________________________

Nombre del instructor: ___________________________________________________



INSTRUCCIONES: Lea con atención los siguientes enunciado y conteste en forma

amplia lo que se pide, en algunas preguntas solo tendrá que completar el enunciado, en

otras deberá dar una explicación amplia y otras más deberá proporcionar dibujos

respetando lo que se vio en clase. En esta sección cada pregunta vale 12 puntos.

1.- El diagrama lineal o de escalera se divide en ________________________________

y en_____________________________________________________

2.- Realice un dibujo indicando las principales partes del diagrama de escalera.

3.- ¿Cuáles son las reglas de un diagrama de escalera?

4.- De los siguientes diagramas cuales son correctos y cuales incorrectos según las

reglas.

a) b)

d)

c)


121

5.- Dibuje los símbolos de los contactos NC, NA, salidas, contacto con retardo a la

conexión y describa la función de cada uno de ellos.

6.- Realice el diagrama escalera para controlar el encendido de 2 motores, el control

debe incluir lo siguiente:

El primer motor. Enciende cuando se presiona el botón de arranque

5 segundos después enciende el segundo motor.

Después de estar funcionando ambos motores un tiempo de un minuto,

automáticamente ambos se desconectan y no vuelven a encender hasta que se

presione el botón de arranque.

Se tiene un botón de paro, que desconecta ambos motores.

Este ejercicio contiene un valor de 40 puntos los cuales se otorgarán si esta bien

hecho el programa y la calificación disminuirá por cada punto erróneo que se haya

hecho en el programa.


122

EXÁMEN CAPÍTULO 3

EDITOR DE PROGRAMA Nombre:______________________________________________________________

Nombre del instructor: ____________________________________________________



INSTRUCCIONES: Lea cuidadosamente cada una de las siguientes preguntas, y

desarrolle lo que se le pide en cada una de ellas. En esta sección cada reactivo tiene un

valor de 10 puntos a excepción de las preguntas donde se pide que se ordene que valen

20 C/U.

1.- ¿Qué tipos de editores tiene el STEP 7 MICROWIN/32, y a que se refiere cada uno

de ellos?

2.-¿El cable utilizado para la comunicación es llamado?__________________________

3.- A continuación se le presenta una lista, que incluye el procedimiento de verificar los

parámetros estándar de comunicación, asigne el numero en orden correspondiente

(1,2,3) a la forma en como se lleva acabo este procedimiento.

( ) Hacer clic en el botón de propiedades para acceder al cuadro de dialogo “Enlaces de

comunicación”

( ) Hacer clic en el icono de “Comunicación”para que aparezca el cuadro de diálogo

“Enlaces de comunicación”.

( ) En el cuadro de dialogo “Enlaces de comunicación”, haga doble clic en el icono del

cable PC/PPI para que aparezca el cuadro de dialogo “Ajustar interfase PG/PC”

4.- A continuación se le presenta una lista, que incluye el procedimiento de crear e

introducir un programa en el software del fabricante asigne el número en orden

correspondiente (1,2,3,4,5) a la forma en como se lleva acabo este procedimiento.

( ) Compilar

( ) Crear un nuevo proyecto

( ) Guardar

( ) Seleccionar el tipo de editor

( ) Introducir programa ya sea en formato KOP, FUP o AWL

5.- Mencione y explique los elementos básicos para estructurar un programa.

6.- Describa el procedimiento para monitorear un programa desde STEP7-Micro/Win

32.

7.- Explique la importancia que tiene el documentar un programa.


123

8.- ¿Que métodos ofrece STEP7-Micro/Win 32 para documentar un programa?

CAPITULO 4

PROGRAMACIÓN DE FUNCIONES BÁSICAS Nombre:_______________________________________________________________

Nombre del instructor:____________________________________________________



INSTRUCCIONES: Este examen esta dividido en 2 partes donde se le analizará tanto

en reconocimiento de símbolos así como la comprensión de la función que estos

realizan a través de la realización de un pequeño programa. Cada reactivo en esta

sección tiene un valor de 6 puntos.

I INSTRUCCIONES: Lea con atención las siguientes afirmaciones y escriba la

palabra que falta.

I.1 El símbolo se refiere a un tipo de contacto ________________

I.2 El símbolo se refiere a un tipo de contacto _________________

I.3 El símbolo se refiere a _______________________________

I.4 El símbolo y corresponden

A __________________________ y __________________________

I.5 El símbolo corresponde a _____________________________






124

I.10 Los símbolos y corresponden

A ______________________________ y ______________________________

II INSTRUCCIONES En esta parte usted realizará un programa donde podrá usar las

funciones básicas que hemos aprendido, lea con atención el proceso y en base a esto

realice el programa.

Se desea realizar un programa que controle el proceso de llenado de 5 botellas, el

proceso se realiza de la siguiente manera.

Salida 1|

Salida 2

La banda comienza a funcionar cuando el S1 detecta que se ha puesto una

botella en la banda.

La banda se detiene cuando S2 detecta presencia de botella, se activa la

electroválvula que abre el contenedor del llenador (Salida 1) y deja vertir fluido

por 5 segundos.

Transcurridos los 5 segundos de llenado se cierra la válvula de llenado y vuelve

a avanzar la banda

Al llegar la botella al S3, produce una cuenta.

Este procedimiento se repite hasta que el contador llegue a 5.

Al llegar a 5, se activa el pistón (salida2), que lleva las botellas a otra banda que

las transportará a otra parte del proceso.

El pistón regresa y el proceso se repite.

Se cuenta con un botón de paro de emergencia que para por completo la

máquina.

El programa tiene un valor de 40 puntos los cuales irán disminuyendo conforme a

los puntos que no se cubran de acuerdo a lo pedido en las instrucciones.


125

BIBLIOGRAFÍA

Manual siemens, Simatic S7-200 programable controller.

Siemens, USA 2000

Ronald J. Tocci, 2002, Sistemas Digitales, USA,PRENTICE-HALL

HISPANOAMERICANA, S.A.

Gajski D. Fundamentos de Diseño Digital, USA,Pentice-Hall,

1997

Morris, M., Fundamentos de Diseño Lógico y Computadoras 2ª

edición, USA, Prentice- may, 1998

www.infoplc.org

http://www.infoplc.org/

nombre del docente: jonathan quiroga tinoco · figura 1.10 acceso a los datos del temporizador...

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