Conceptos Basicos s7 200

1Automatizacin Industrial

Conceptos bsicos

Curso 2001-2001

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Automatizacin Industrial Curso 2001-2001 Programacin: SIMATIC S7-200

NOCIONES BSICASAntes de empezar.

Como crear una solucin de automatizacin con un Micro-PLC?

Hay diversos mtodos para crear una solucin de automatizacin con un Micro-PLC.

Se indican algunas reglas generales aplicables a numerosos proyectos.

No obstante, tambin deber tener en cuenta las reglas de su empresa y sus propias experiencias.


Pasos bsicos para crear una solucin de automatizacin


1- Estructurar el proceso o la instalacin

Estructure el proceso o la instalacin en secciones independientes entre s.

Dichas secciones determinarn los lmites entre los diversos sistemas de automatizacin e influirn en las descripciones de las

reas de funciones y en la asignacin de recursos.



2- Especificar las unidades funcionales

Describa las funciones de cada seccin del proceso o de la instalacin. Incorpore los siguientes aspectos:

Entradas y salidas (E/S)

Descripcin del funcionamiento

Condiciones de habilitacin (es decir, los estados que se deben alcanzar antes de ejecutar una funcin) de cada actuador (electrovlvulas, motores, accionamientos, etc.)

Descripcin del interface de operador

Interfaces con otras secciones del proceso o de la instalacin



3-Disear los circuitos de seguridad cableados

Determine qu aparatos requieren un cableado permanente por motivos de seguridad.

Si fallan los sistemas de automatizacin, puede producirse un arranque inesperado o un cambio de funcionamiento de las

mquinas que controlan. En tal caso, se pueden causar heridas

graves o deteriorar objetos.



3-Disear los circuitos de seguridad cableados

Para disear los circuitos de seguridad cableados:

Defina el funcionamiento errneo o inesperado de los actuadores que pudieran causar peligros.

Defina las condiciones que garanticen el funcionamiento seguro y determine cmo reconocer dichas condiciones, independientemente de la CPU.

Defina cmo la CPU y los mdulos de ampliacin debern influir el proceso cuando se conecte y desconecte la alimentacin, as como al detectarse errores.

Prevea dispositivos de parada de emergencia manual o de proteccin que impidan el funcionamiento peligroso.



4- Definir las estaciones de operador

Conforme a las funciones exigidas, cree planos de las estaciones de operador incorporando los siguientes puntos:

Panormica de la ubicacin de todas las estaciones de operador con respecto al proceso o a la instalacin.

Disposicin mecnica de los aparatos (pantalla, interruptores, lmparas, etc). de la estacin de operador.

Esquemas elctricos con las correspondientes entradas y salidas de la CPU o de los mdulos de ampliacin.



5- Crear los planos de configuracin del PLC

Incorporando los siguientes puntos:

Ubicacin de todas las CPUs y de todos los mdulos de ampliacin con respecto al proceso o a la instalacin.

Disposicin mecnica de las CPUs y de los mdulos de ampliacin (incluyendo armarios, etc).

Esquemas elctricos de todas las CPUs y de los mdulos de ampliacin (incluyendo los nmeros de referencia, las direcciones de comunicacin y las direcciones de las entradas y salidas).



6- Elaborar una lista de nombres simblicos

Si desea utilizar nombres simblicos para el direccionamiento, elabore una lista de nombres simblicos para las direcciones absolutas.

Incluya no slo las entradas y salidas fsicas, sino tambin todos los dems elementos que utilizar en su programa.



NOCIONES BSICASProgramas S7200

1.1 Consideraciones sobre el ciclo de trabajo

Referencias a las entradas y salidas en el programa

El funcionamiento bsico de la CPU S7-200 es muy sencillo:

La CPU lee el estado de las entradas.

El programa almacenado en la CPU utiliza dichas entradas para evaluar la lgica.

Durante la ejecucin del programa, la CPU actualiza los datos.

La CPU escribe los datos en las salidas.


El autmata va a ejecutar nuestro programa de usuario en un tiempo determinado, el cual va a depender sobre todo de la longitud del

programa. Esto es debido a que cada instruccin tarda un tiempo

determinado en ejecutarse, por lo que en procesos rpidos ser un

factor crtico.

En un sistema de control mediante autmata programable tendremos los siguientes tiempos:

1. Retardo de entrada.

2. Vigilancia y exploracin de las entradas.

3. Ejecucin del programa de usuario.

4. Transmisin de las salidas.

5. Retardo en salidas.



Los puntos 2,3 y 4 sumados dan como total el tiempo de ciclo del autmata. Tras este ciclo es cuando se modifican las salidas, por lo que

si varan durante la ejecucin del programa tomarn como valor el ltimo

que se haya asignado.

Tambin supone que una variacin en las entradas no se ver durante la ejecucin del programa, hasta que se inicie un nuevo ciclo.

Esto es as debido a que no se manejan directamente las entradas y las salidas, sino una imagen en memoria de las mismas que se adquiere al

comienzo del ciclo (2) y se modifica al final de ste (retardo).

En la etapa de vigilancia (watchdog) se comprueba si se sobrepas el tiempo mximo de ciclo, activndose en caso afirmativo la seal de error

correspondiente.



Ejecucin Cclica del Programa

Mdulo deEntrada

Mdulo deSalida

Se vuelca el contenido de la Imagen de Proceso de Salida

(PAA) en los Mdulos de Salidas

Ejecucin del OB1

(ejecucin cclica)

Eventos (interrupcin de tiempo, hardware, etc.)

Rutinas de Interrupcin.

Lectura de los Estados de los Mdulos de Entrada,

Almacenando los datos en la Imagen de Proceso de Entrada (PAE)

Comienzo del Ciclo de Autmata

Cic

lo d

e la

CP

U

ma

x. 3

00

ms

BloqueOB 1

LD E 0.1 A E 0.2= A 0.0


Imgenes de Proceso

Programa de Usuario

::

A E 2.0

= A 4.3::::

Byte 0

Byte 1

Byte 2

:

:

:

Memoria de la CPU

PAA

1

Byte 0

Byte 1

Byte 2

:

:

:

PAE

Memoria de la CPU

1


NOCIONES BSICASAcceder a los datos en las reas de memoria

La CPU almacena el estado de las entradas y salidas en determinadas reas de la memoria.

A cada rea de la memoria se asigna un identificador nemotcnico (p.ej.I para las entradas y Q para las salidas) que se utiliza para acceder a los datos almacenados all.

STEP 7-Micro/WIN

Provee direcciones absolutas para todas las reas de memoria.

Para acceder a una direccin determinada es preciso indicar el operando (p.ej. I0.0 que es la primera entrada).

Permite asignar nombres simblicos a las direcciones absolutas.

Una direccin absoluta de un rea de memoria incluye no slo el identificador de rea (p.ej. I), sino tambin el tamao (hasta 4 bytes o 32 bits) de los datos a los que se desea acceder:

B (byte), W (palabra = 2 bytes) o D (palabra doble = 4 bytes)


NOCIONES BSICASEstructura de la memoria en Simatic S7

La memoria del autmata est estructurada en las siguientes zonas:

MEMORIA DE PROGRAMA

IMAGENES DE ENTRADAS Y SALIDAS

MARCAS DE MEMORIA

E/S DE LA PERIFERIA

ESTADO DE TEMPORIZADORES Y CONTADORES

MODULOS DE DATOS

DATOS TEMPORALES


MEMORIA DE PROGRAMA

Aqu es donde se va a introducir el programa que hagamos.

La capacidad vara segn la CPU que utilicemos, para la S7-314 IFM tenemos 24K bytes, lo cual equivale a una media de 8K

(8192) lneas de programa.

Cada lnea de programa suele ocupar 4 bytes de memoria.



IMAGENES DE ENTRADAS Y SALIDAS

El autmata maneja una imagen en memoria de las entradas y las salidas, actualizando stas al final del ciclo y

recogiendo su estado al principio de otro. .



MARCAS DE MEMORIA

Aqu almacenaremos los datos intermedios que deseemos preservar.

Solo se admiten datos de 1 bit, aunque pueden manejarse en modo bit, byte, etc.



E/S DE LA PERIFERIA

Esta zona se emplea para tener acceso directo a los mdulos de E/S externos que pueden ser aadidos a la

CPU.



ESTADO DE TEMPORIZADORES Y CONTADORES

El valor de temporizacin y de contaje, preseleccin y estado actual, se almacena en esta rea. Por batera se pueden retener los valores

de contaje y temporizacin que deseemos.



MODULOS DE DATOS

Aqu podemos almacenar constantes y valores obtenidos mediante operaciones de cualquier longitud (bit, byte, etc.). Estos mdulos

pueden ser accesibles desde cualquier mdulo de programa.



DATOS TEMPORALES

Aqu se almacenan distintos datos, como las pilas de salto, que se utilizan durante la ejecucin del programa y se pierden al final de

cada ciclo.



NOCIONES BSICASRespaldar datos en la CPU S7-200

Mtodos para garantizar que el programa, los datos del mismo y los

datos de configuracin de la CPU se almacenen de forma segura:

La CPU dispone de una EEPROM no voltil para almacenar todo el programa, as como algunas reas de datos y la configuracin de la CPU.

La CPU dispone de un condensador de alto rendimiento que conserva todo el contenido de la memoria RAM despus de un corte de alimentacin.

Segn el tipo de CPU, el condensador puede respaldar la memoria durante

varios das.

Algunas CPUs asisten un cartucho de pila opcional que prolonga el tiempo durante el que se puede respaldar la memoria RAM despus de

un corte de alimentacin. El cartucho de pila se activa slo cuando se

descarga el condensador de alto rendimiento.


NOCIONES BSICASMemoria : Voltil y No Voltil

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