Operaciones Rápidas en los S7-200...Operaciones Rápidas en los S7-200 Facultad de Ciencias...

Operaciones ROperaciones Ráápidas en los S7pidas en los S7--200200

Facultad de Ciencias

Autómatas Programables

Carlos Canto Quintal

Instrucciones de alta velocidad y el tiempo de SCAN




La duración del SCAN depende del tamaño del programa, el número de E/S y la cantidad

de comunicación requerida. Pueden ocurrir eventos que requieran de una respuesta del PLC

antes de que el SCAN sea completado.

Para estas aplicaciones pueden ser usadas las

instrucciones de alta velocidad

El SCAN de un PLC inicia con la lectura del status de

las entradas.

Después se ejecuta el programa de aplicación,

tomando sus decisiones en base del status de los

datos de entrada.

Una vez que esto ha sido completado el CPU realiza

tareas de diagnósticos internos y comunicaciones .

El ciclo del SCAN es completado actualizando las salidas, y empieza de nuevo.




Tipos de operaciones rápidas:

� Contadores Rápidos (High Speed Counters: HSC)

� Generador de Pulsos� PTO (Pulse Train Output: Salida deTren de pulsos)

� PWM (Pulse Width Modulation: Modulación de Ancho de Pulsos)

� Interrupciones� de Comunicaciones

� Interrupciones de E/S

� Interrupciones basadas en el tiempo o cíclicas




Contadores Rápidos en un PLC S7-200 ( High Speed Counters o HSC )

Contadores RContadores Ráápidos en un PLC S7pidos en un PLC S7--200 200 ( ( HighHigh SpeedSpeed CountersCounters o HSC )o HSC )



� El contador rápido es un módulo de Hardware independiente de la CPU, capaz de contar pulsos de eventos externos que se ejecutan más de prisa de lo que puede controlarlos el ciclo normal de la CPU (scan).

� El Contador rápido cuenta los pulsos en forma asíncrona con el resto del PLC, utilizando sus propias entradas

� Son usados comunmente con sensores como encoders incrementales, detectores de proximidad, etc.

� El acceso puede establecerse en dos formas:- Por onsulta o sondeo desde el programa principal y- Por interrupciones, cuando el contador alcanza la cuenta

prefijada.

Carlos Canto Q.Facultad de Ciencias / UASLP


Se tienen varios contadores rápidos en un PLC S7-200 dependiendo de la versión

HSC0HSC1HSC2

Y tienen la posibilidad de programarse en diferenrtesmodos de operación

Se tienen varios contadores rápidos en un PLC S7-200 dependiendo de la versión

HSC0HSC1HSC2

Y tienen la posibilidad de programarse en diferenrtesmodos de operación






CARACTERÍSTICAS DE LOS CONTADORES RÁPIDOS DE LOS PLC’S S-200

Contador Ascendente /Descendente de 32 bitscambio de sentido de conteo por programa usando marca especial SM37.3Frecuencia máxima de conteo de 2 KHz.La entrada externa I0.0 es la del RELOJ.Solo se programa en modo 0.Cuando el Conteo Actual (CA)

alcanza el Valor del Preset(PV), se genera una interrupción .

CONTADOR RÁPIDO 0

HSC0

CONTADOR RÁPIDO 0

HSC0

Sentido de conteoSMB37.3

Sentido de conteoSMB37.3

Up/Down

ENTRADA DEL RELOJFmax=2Khz

Bit de control de sentido de conteo interno

Interrupción:

si CA=PVI0.0


El Contador Rápido 0 (HSC0 ): El Contador REl Contador Ráápido 0 (HSC0 ): pido 0 (HSC0 ):

ARQUITECTURA INTERNA DEL CONTADOR RÁPIDO 0 HSC0

ARQUITECTURA INTERNA DEL CONTADOR RARQUITECTURA INTERNA DEL CONTADOR RÁÁPIDO 0 PIDO 0 HSC0HSC0

Frecuencia máxima = 2Khz

CONTADOR RÁPIDO 0HSC0

CONTADOR RÁPIDO 0HSC0

REG. DE VALOR ACTUALREG. DE VALOR ACTUAL

REGISTRO DEL PRESETREGISTRO DEL PRESET

SM36.7SM36.7

SM36.6SM36.6

SM36.5SM36.5

BYTE DE CONTROL SM37

BYTE DE STATUS SM36

CA (SMB38-SMB41)

PV (SMB42-SMB45)

I0.0 Up /Down

Carga conteo inicial

Carga Preset

Valor inicial (32 bits)

Preset nuevo ( 32 bits)

CLK

Up/Down

Int:CA=PV

CA>PV

Run/stopRun/stop Carga

inicio

Cargainicio

Cargapreset

Cargapreset

CargaUp/Dn

CargaUp/Dn Up/Dn

Up/Dn

No usados



LOS CONTADORES RÁPIDOS HSC1 Y HSC2:

CONTADOR ASCENDENTE /DESCENDENTE DE 32 BITS

CAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO IMPLEMENTADO CON ENTRADA EXTERNA Y POR PROGRAMA USANDO MARCAS ESPECIALES.

FRECUENCIA MÁXIMA DE CONTEO ENTRE 7 Y 10 KHZ, DEPENDIENDO DEL MODELO DE PLC.

TIENE ENTRADAS EXTERNAS DE:RELOJES (PUEDEN SER DE 2 FASES A/B)RESETARRANQUECAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO.

SE PROGRAMAN EN 12 MODOS DIFERENTES.

SE GENERAN INTERRUPCIONES CUANDO:EL CONTEO ACTUAL (CA) ALCANZA EL VALOR DEL PRESET (PV) HAY CAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO

O SE PUSO A CEROS EL CONTADOR.

LOS CONTADORES RLOS CONTADORES RÁÁPIDOS HSC1 Y HSC2:PIDOS HSC1 Y HSC2:

CONTADOR ASCENDENTE /DESCENDENTE DE 32 BITSCONTADOR ASCENDENTE /DESCENDENTE DE 32 BITS

CAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO IMPLEMENTADO CON ENTRADA EXTERNA Y PCAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO IMPLEMENTADO CON ENTRADA EXTERNA Y POR OR PROGRAMA USANDO MARCAS ESPECIALES.PROGRAMA USANDO MARCAS ESPECIALES.

FRECUENCIA MFRECUENCIA MÁÁXIMA DE CONTEO ENTRE 7 Y 10 KHZ, DEPENDIENDO DEL MODELO DE XIMA DE CONTEO ENTRE 7 Y 10 KHZ, DEPENDIENDO DEL MODELO DE PLC.PLC.

TIENE ENTRADAS EXTERNAS DE:TIENE ENTRADAS EXTERNAS DE:RELOJES (PUEDEN SER DE 2 FASES A/B)RELOJES (PUEDEN SER DE 2 FASES A/B)RESETRESETARRANQUEARRANQUECAMBIO DE SENTIDO DE CONTEOCAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO..

SE PROGRAMAN EN 12 MODOS DIFERENTES.SE PROGRAMAN EN 12 MODOS DIFERENTES.

SE GENERAN INTERRUPCIONES CUANDO:SE GENERAN INTERRUPCIONES CUANDO:EL EL CONTEO ACTUALCONTEO ACTUAL (CA) ALCANZA EL VALOR DEL (CA) ALCANZA EL VALOR DEL PRESETPRESET (PV) (PV) HAY CAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO HAY CAMBIO DE SENTIDO DE CONTEO

O SE PUSO A CEROS EL CONTADOR. O SE PUSO A CEROS EL CONTADOR.









Bit de estado para valor actual mayor que valor predeterminado:

0 = menor o igual; 1 = mayor que

SM56.7SM46.7SM36.7

Bit de estado para valor actual igual que valor predeterminado:

0 = diferente; 1 = igual

SM56.6SM46.6SM36.6

Bit de estado para sentido de contaje:

0 = contaje atras; 1 =contaje adelante

SM56.5 SM46.5SM36.5

No se utilizaSM56.4SM46.4SM36.4

No se utilizaSM56.3SM46.3SM36.3

No se utiliza SM56.2SM46.2SM36.2

No se utiliza SM56.1SM46.1SM36.1

No se utiliza .SM56.0SM46.0SM36.0

DescripciónHSC2HSC1HSC0

Bits de estado de los contadores HSC0, HSC1 y HSC2Bits de estado de los contadores HSC0, HSC1 y HSC2




Habilitar el contador rápido:

0 = inhibir el contador rápido; 1 = habilitar el contador rápido

SM57.7SM47.7SM37.7

Escribir el nuevo valor actual en el contador rápido:

0 = no actualizar; 1 = actualizar el valor actual

SM57.6SM47.6SM37.6

Escribir el nuevo valor predeterminado en el contador rápido:

0 = no actualizar; 1 = actualizar el valor predeterminado

SM57.5 SM47.5SM37.5

Escribir el sentido de contaje en el contador rápido:

0 = no actualizar; 1 = actualizar el sentido de contaje

SM57.4SM47.4SM37.4

Bit de control para el sentido de contaje:

0 = contaje atrás; 1 = contaje adelante

SM57.3SM47.3SM37.3

No se utiliza tras ejecutar HDEF (nunca utilizado por HSC0).SM57.2SM47.2SM37.2



DescripciónHSC2HSC1HSC0

Bits de control de HSC0, HSC1 y HSC2Bits de control de HSC0, HSC1 y HSC2












Modo 5:contador Up/Down Fase simple con control de sentido de

conteo, arranque y reset externos

RunRun

ResetReset

Up

Down

Contador RápidoValor actualValor actual

Valor de presetValor de preset

controlcontrol

Valor actual = preset

StatusStatusArranque

Clk

Up/down

Contador rápido

HSC1 o HSC2

Contador rápido

HSC1 o HSC2



Modo 8:contador doble Fase con entradas de reloj up/down separadas

entradas de arranque y reset externos

RunRun

ResetReset

Up

Down

Contador RápidoValor actualValor actual

Valor de presetValor de preset

controlcontrol

Valor actual = preset

StatusStatus

Arranque

Clk Up

Clk Down

Contador rápido

HSC1 o HSC2

Contador rápido

HSC1 o HSC2

MODALIDADES DE CONFIGURACIÓN DE LOS CONTADORES RÁPIDOS

HSC1 Y HSC2

Carlos CantoFacultad de Ciencias/UASLP

CONTADOR RÁPIDOHSC1 Ó HSC2


RESET

CLK

SENTIDO

RESET

START

CLK UP/DOWN

Modo 5

CLK FASE ACONTADOR RÁPIDO

HSC1 Ó HSC2


RESET

START

CLK FASE B

RESET

90°

FASE A

FASE BModo 11



RESET

START

CLK UP

CLK DOWN

UP

DOWN

RESET

Modo 8



RESET

CLK

RESET

CLK

START

up/down

internointerno

Modo 2




Ejemplo de aplicaciEjemplo de aplicacióón de un contador rn de un contador ráápidopido

Actuador de posición

� Asumiendo que el encoder genera 600 pulsos por revolución, y

al motor le toma 1000 revoluciones para mover el objeto de una

posición numerada a la siguiente. Para mover el objeto de la

posición 1 a la posición 6 le tomará al motor 5000 revoluciones.

� El contador deberá ser programado por lo tanto, para contar

3;000,000 de pulsos (5000 revoluciones x 600 pulsos por

revolución) para parar el motor

Posicionamiento� Tenemos un motor controlado con la salida del PLC. El eje del motor está conectado a un

encoder y a un actuador de posición.

� El encoder emite una serie de pulsos conforme el motor gira. En este ejemplo, el programa moverá un objeto de la posición 1 a la posición 6

Encoders incrementales

Para sensar la velocidad, posición y sentido de giro de un motor, usando un PLC’s, una técnica muy común es usar encoders increnmentales y contadores rápidos.



PROGRAMACIÓN DE LOS CONTADORES RÁPIDOSPROGRAMACIPROGRAMACIÓÓN DE LOS CONTADORES RN DE LOS CONTADORES RÁÁPIDOSPIDOS

La operación Definir modo para contador rápido (HDEF) asigna un modo (MODE) al contador direccionado (HSC).Por cada contador rápido sólo puede utilizarse un cuadro HDEF.

EN

HSC

MODE

HDEF

HSCEN

N

La operación Activar contador rápido (HSC) configura y controla el funcionamiento del contador direccionado, basándose en el estado de las marcas especiales del mismo. El parámetro N indica el número del contador rápido.




Ajustar los valores actuales y predeterminadosAjustar los valores actuales y predeterminadosCada contador rápido dispone de un valor actual y un valor predeterminado

de 32 bits cada uno.

Ambos son valores enteros con signo.

Para cargar un nuevo valor actual o predeterminado en el contador rápido es preciso activar el byte de control y los bytes de las marcas especiales que contienen los valores actuales y/o predeterminados.

Después se ejecuta la operación HSC para transferir los nuevos valores al contador rápido.

Además de los bytes de control y de los bytes que contienen los nuevos valores predeterminados y actuales, también es posible leer el valor actual de cada contador rápido, utilizando el tipo de datos HC (valor actual del contador rápido) seguido del número de contador (0, 1 ó 2). Ello permite acceder directamente al valor actual para operaciones de lectura.

Por el contrario, dicho valor sólo se puede escribir utilizando la operación HSC.




Cambio de Sentido ( modos 0, 1 ó 2 )Para configurar el cambio de sentido HSC1 como

contador de fase simple con control interno del sentido de contaje (modos 0,1 ó 2):

1. Cargue SM47 para ajustar el sentido de contaje deseado:SM47 = 16#90 Habilita el contador.

Ajusta el sentido de contaje atrás.SM47 = 16#98 Habilita el contador.

Ajusta el sentido de contaje adelante.

2. Ejecute la operación HSC para que el sistema de automatización S7-200 programe el contador HSC1.




Cargar nuevo valor actual (cualquier modo)Cargar nuevo valor actual (cualquier modo)Cargar nuevo valor actual (cualquier modo)

Para modificar el valor actual del contador HSC1 (cualquier modo): Si se modifica el valor actual, el contador se inhibirá automáticamente. Mientras está inhibido el contador, no cuenta ni tampoco se generan interrupciones.

1. Cargue SM47 para escribir el valor actual deseado.SM47 = 16#C0 Habilita el contador.Escribe el nuevo valor actual.

2. Cargue el valor actual deseado en SM48 (valor de palabra doble) (cargue 0 para borrar la marca).





Cargar nuevo valor predeterminado Cargar nuevo valor predeterminado (cualquier modo)(cualquier modo)

Para modificar el valor predeterminado de HSC1 (cualquier modo):

1. Cargue SM47 para escribir el valor predeterminado deseado.

SM47 = 16#A0 Habilita el contador.

Escribe el nuevo valor predeterminado.

2. Cargue el valor predeterminado deseado en SM52 (valor de palabra doble).





Inhibir un contador rápido (cualquier modo)

Para inhibir el contador rápido HSC1 (cualquier modo):

1. Cargue SM47 para inhibir el contador.

SM47 = 16#00 Inhibe el contador.

2. Ejecute la operación HSC para inhibir el contador.




Cada contador dispone de

entradas que soportan funciones

tales como relojes, control del

sentido, puesta a 0 y arranque.

Para los contadores de dos fases,

ambos relojes pueden funcionar a

máxima frecuencia. Los

contadores A/B permiten elegir

una velocidad simple (1x) o

cuádruple (4x) para el contaje.

Todos los contadores funcionan a

velocidades máximas sin

interferirse mutuamente.




Ejemplo contador rápidoEjemplo contador rEjemplo contador ráápidopidoEjemplo de inicialización de HSC1




SMB0: Bits de estadoSMB0: Bits de estadoSMB0 contiene ocho bits de estado que la CPU S7-200 actualiza

al final de cada ciclo.




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