Pràctica Procés continu

7/22/2019 Prctica Procs continu

1/72


2/72


3/72


4/72


5/72


6/72


7/72


8/72


9/72


10/72


11/72


12/72


13/72


14/72


15/72


16/72


17/72


18/72


19/72


20/72

Un cop fet aix sha de fer doble clic a Hardware i sobrir el subprograma HW Config,tal i com es pot veure a la figura 22.

Figura 22. Programa de configuraci de hardware

Aqu es poden veure totes les dades i configuracions de hardware del PLC. Si es fadoble clic sobre el mdul PID sobrir una finestra amb les caracterstiques bsiques

del mdul. All sha de fer clic sobre Parmetros... on sobrir una nova finestra, tal icom es pot veure a la figura 23.

Figura 23. Finestres de configuraci del mdul FM 355C

20


21/72

En aquesta finestra es poden configurar els quatre llaos de control i lescaracterstiques de les quatre entrades i quatre sortides analgiques. Primer calcomprovar els parmetres generals del mdul. Fent clic a Module Parameters sobreuna finestra com la que es pot veure a la figura 24.

Figura 24. Finestra de parmetres bsic

Cal que el mdul treballi amb graus Celsius. Un cop fet aix es passa a configurar eltipus de sensor i el senyal que dna i el tipus de senyal que ha de tenir cada sortida.Per canviar el tipus de sensor sescull lentrada que sha de modificar i es fa clic a laicona que hi ha a sota del desplegable Analog Input 1. Sobre una finestra com la quees pot veure a la figura 25.

Figura 25. Parametritzaci de lentrada 21


22/72

Per escollir el tipus de sensor sha de fer clic sobre la icona Sensor. Sobre una finestracom la que es pot veure a la figura 26.

Figura 26. Selecci del tipus de sensor

En el cas del primer procs, el control de temperatura, sha de seleccionar la sonda detemperatura Pt-100 de -200 a 129 C. El senyal dentrada del segon procs s de 0 a10 V. Els processos tercer i quart treballen amb les sondes dultrasons, que donen unsenyal de corrent, concretament de 420 mA.

En cap dels quatre casos el senyal correspon exactament al rang seleccionat. Perpoder corregir aix es fa clic a sobre de la icona Normalize i sintrodueixen els valorsmxim i mnim en unitats denginyeria que es corresponguin amb els valors mxim imnim del rang de la sonda. En el primer canal, com que el mdul ja converteixautomticament el valor de la Pt-100 a graus Celsius sha de deixar per defecte 0100.En el segon canal sha dintroduir el valor en l/min que correspongui a una entrada 0 Vi a una entrada 10 V. En els canals tercer i quart sintroduiran els valors en centmetresque corresponguin als senyals de corrent 4 mA i 20 mA.

Aquests valors seran ajustats en el moment de fer la sintonia de cada controlador. A lafigura 27 es pot veure aquesta finestra.

22


23/72

Figura 27. Canvi dunitats

Seguidament sha de seleccionar el tipus de senyal de sortida del control PID tancantaquesta finestra i fent clic a la icona que hi ha sota el desplegable Analog Output ,sobrir una finestra com la que es pot veure a la figura 28.

Figura 28. Ajust del senyal de sort ida

Tant els reguladors de velocitat com lelectrovlvula contnua necessiten un senyal 0 10 V. Per aix sha de seleccionar 010 V per les quatre sortides.

Ja es pot desar i tancar la finestra del mdul. Ara sha de desar i compilar tota laconfiguraci de hardware i seguidament carregar-la a lautmat.

23


24/72

3. EL PROGRAMA DUSUARI

Per crear els blocs de programa, dins del projecte sha danar a CPU 313C, llavors aPrograma i a Bloques. All per defecte noms hi ha OB1, que s el programa principali sexecuta cada cicle dscan.

Junt amb el programa principal OB1 es crearan els blocs de funcionament del mdul,programa dexecuci al primer cicle dscan, on sinicialitza el mdul, i el programadinterrupci cclica on es refresquen els parmetres dels controladors. Tamb sha decrear el bloc de dades de parametritzaci del mdul, que servir nicament per uncanal. Si es vol posar en marxa ms dun canal caldr crear tants blocs de dades com

canals sutilitzin.

El primer pas s inserir el bloc dutilitzaci de lFM 355C, anomenat FB31. Es troba aArchivo> Libreras > FM_PID > FM 355, 455 PID Control > blocks.

Sha darrossegar el bloc FB31 cap al costat dOB1, tal com es pot veure a la figura 29.

Figura 29. Inserci del bloc FB31

Aquest bloc s protegit i no es pot editar. Per editar les dades dels controladors shadinserir al projecte un bloc de dades per cada canal. Fent clic amb el bot dret iseleccionant Insertar nuevo objeto sha descollir bloque de datos. Se lanomena DB1

perqu es relaciona amb el canal 1. Al desplegable del costat cal seleccionar DB 24


25/72

dinstncia i associat a FB31. Tamb cal assignar-li un nom simblic, per exempleDB_canal1, per cridar-lo quan sigui necessari.

Figura 30. Creaci del b loc de dades

Sha dobrir aquest bloc fent doble clic. Sha dassignar al mdul i al canal que esdesitgi. Per assignar-lo al mdul a MOD_ADDR sha dintroduir la direcci fsica delmdul; es troba a HW Config. En aquest cas la direcci s la 272. A CHANNEL cal

introduir el nmero de canal. A la figura 31 es pot veure la llista de dades del bloc DB1.

Figura 31. Contingut del bloc DB1

Ara sha dintroduir al programa un bloc dinterrupci cclica, per exemple, OB35. Fent

clic amb el bot dret i seleccionant Insertar nuevo objeto > Bloque de organizacinsobre una finestra (la figura 32). Cal assignar-li manualment el nom OB35.

25


26/72

.Figura 32. Creaci del b loc OB35

Sha dobrir el bloc i introduir-li la instrucci CALL FB31, DB1. Aix peridicament esrenovaran tots els parmetres del canal 1 i es desaran a DB1. La figura 33 mostra elcontingut dOB35.

Figura 33. Contingut del bloc OB35

Per posar en marxa el mdul sha de posar el bit DB1.COM_RST a estat alt. Per feraix sha dutilitzar el programa dexecuci al primer cicle dscan OB100. Sha dinserir iintroduir-li la instrucci SET = DB.canal1.COM_RST tal com es veu en la figura 34.

26


27/72

Figura 34. Contingut del bloc OB100

Ara noms resta desar tots els blocs i carregar-los a la CPU i ja es pot iniciar el control.

27


28/72

4. PROGRAMA PROCS CONTINU: DIPSITS

4.1. Descripci del procs

La segent Figura 26 mostra esquemticament la maqueta del procs continu.

Figura 26. Esquema maqueta procs continu

La maqueta consta de quatre dipsits. Tot seguit es fa una petita explicaci delsdiferents processos o accions que sexecuten en cada un dells. Cal deixar clar que lamaqueta permet fer molts ms processos i controls i no noms els que simplementenen aquesta prctica.

I. DIPSIT 1

El dipsit 1 es pot omplir daigua mitjanant els dipsits inferiors activant B1 i Y1 otamb activant B2 i Y2. En aquest ltim cas es pot escollir si es vol agafar aigua dels

28


29/72

dipsits inferiors, obrint A4 i tancant A2, o si per contra es vol agafar aigua del dipsit2, obrint A2 i tancant A4.

Aquests sn les vies utilitzades per omplir aquest dipsit, per buidar-lo es fa a travs

de A1 o de lelectrovlvula YE2.

En el canal 4 del mdul PID FM355C hi ha connectats, el senyal de la sonda S1 alentrada i el regulador de la bomba B1 a la sortida. En aquest dipsit el procs acontrolar s el nivell. En funci del nivell desitjat i del senyal ems pel sensordultrasons S1, el control PID actua sobre el regulador de la bomba B1 per tal de variarla seva velocitat.

Per poder fer aquest control cal que el dipsit 1 estigui prcticament buit ilelectrovlvula Y1 estigui activada.

II. DIPSIT 2

El dipsit 2 es pot omplir daigua, duna manera manual, a travs dA1 o b amb YE2.Per buidar el dipsit es pot fer obrint les aixetes A2 i A4 o tamb obrint A2 i controlantYE1.

En el canal 3 del mdul de regulaci FM355C hi ha connectats, la sonda dultrasonsS2 a lentrada i lelectrovlvula YE2 a la sortida. En aquest dipsit tamb es t uncontrol del nivell de laigua. En funci del nivell desitjat i del senyal ems pel sensorS2, el control PID actua sobre lelectrovlvula continua YE2, escanyant ms o menysel pas de laigua.

Aquesta aigua prov del dipsit 1, per tant, per poder executar aquest control cal queel dipsit 1 estigui ple o bastant ple.

III. DIPSIT 3

El dipsit 3 es pot omplir daigua a travs del dipsit 2. Per fer-ho cal accionar lesvlvules Y8 i Y5 i activar la bomba B5. Es pot buidar activant Y0. A ms aquest dipsitpermet la recirculaci daigua a travs del cabalmetre activant B3, Y11 i Y6.

En el canal 2 del mdul de regulaci hi ha connectats, el convertidor f/V delcabalmetre a lentrada i el regulador de la bomba B3 a la sortida. En aquest dipsit es

t un control del cabal que hi circula. En funci del cabal desitjat (consigna) i del senyal 29


30/72

que dna el cabalmetre sactua sobre el regulador de la bomba B3, daquesta manerasaconsegueix variar-ne la velocitat i per consegent el cabal que hi circula.

Per poder dur a terme aquest control prviament hi ha dhaver activades les

electrovlvules Y6 i Y11. Daquesta manera es crea un circuit tancat amb entrada isortida al dipsit 3. A ms cal que el dipsit 3 tingui un nivell mnim daigua.

IV. DIPSIT 4

El dipsit 4 es pot omplir utilitzant aigua del dipsit 2 accionant les vlvules Y8 i Y7 i labomba B5. Aquest dipsit permet la recirculaci daigua activant la bomba B4. Es potescollir si laigua es vol que retorni cap al mateix dipsit accionant Y13 o sen vagi capdipsit 3 accionant Y3. A ms permet escalfar laigua que t en el seu interior utilitzantla resistncia calefactora i llegir-ne la temperatura a travs de la sonda Pt-100.

En el canal 1 del mdul de regulaci hi ha connectats, la Pt-100 a lentrada i elregulador de la bomba B4 a la sortida. El procs que controla aquest dipsit s latemperatura, ms concretament la refrigeraci. En funci del valor de temperaturadesitjat (consigna) i del valor del senyal dentrada de la sonda de temperatura Pt-100el control PID actua sobre el regulador de B4, fent augmentar o disminuir la sevavelocitat. El que fa aquesta bomba s enviar aigua calenta cap al dipsit 3 de formagradual fins assolir la temperatura imposada a la consigna.

Abans del control cal activar la resistncia calefactora, duna forma manual. Sha demantenir activada el temps suficient per escalfar laigua a una temperaturasuficientment adequada per poder comenar el control de refrigeraci.

Per poder dur a terme aquest control cal que el dipsit sempre hi hagi aigua, com amnim, fins al sensor 10, per evitar que la resistncia calefactora sactivi sense aigua.

Quan no arribi en aquest mnim, sinjectar aigua freda del dipsit 2 que ajudar a larefrigeraci. Tamb hi ha dhaver activada la vlvula Y3, que permet la sortida daiguacap al dipsit 3 a travs de la bomba 4, la sortida controlada pel mdul reguladorFM355C.

30


31/72

5. CONFIGURACI DE LA COMUNICACI ETHERNET ENTRE PC, PLC I HMI

5.1. Ajus taments panell operador HMI

Primer de tot, es procedeix a configurar el panell operador. Per fer-ho sobre la iconaTransfer del men que hi ha en el Control Panel. Tal i com es pot observar a laFigura 44.

Figura 44. Control Panel

Sajusta la transferncia via Ethernet en el canal 2 i shabilita el canal. La Figura 45mostra els ajustaments. Un cop fets, sactiva el bot Advanced.

Figura 45. Ajustaments del canal de comunicaci31


32/72

Llavors apareix una nova pantalla, visualitzada en la Figura 46, on sintrodueix una IPespecfica pel panell operador, aquesta ha de ser nica. En el cas del laboratori la IPutilitzada s la 84.88.129.113. Un cop assignada la direcci es tanca la finestra amb laicona OK, daquesta manera es guarden els canvis efectuats.

Figura 46. Assignaci de IP

Un cop es t el panell configurat es tanca el Control Panel i ja es poden transferir elsajustaments en el panell operador a travs del bot Transfer, tal i com es mostra enla Figura 47. Aquesta pantalla anomenada Loader s la que es visualitza inicialmentquan es dna alimentaci en el HMI o panell.

Figura 47. Loader

32


33/72

5.2. Ajustaments connexi del PC

Es configura la connexi Ethernet del programa SIMATIC Manager, per tal de que hihagi comunicaci amb el panell operador. Primer sobre la interfcie PG/PC a travs

del SIMATIC Manager. Tal com mostra la Figura 48.

Figura 48. Obrir la interfcie PG/PC

En la Figura 49, es visualitza la interfcie PG/PC. Es selecciona lopci TCP/IP (Auto) ies clica el bot Propiedades...

Figura 49. Interfcie PG/PC

33


34/72

Sobre una finestra com la que es pot visualitzar en la Figura 50. Sactiva FastAcknowledge ja que no sutilitzen ms de 16 enllaos a la vegada. Llavors, esselecciona el bot Propiedades de la red....

Figura 50. Propietats connexi TCP/IP (Auto)

Tot seguit es selecciona la connexi que fa servir lordinador que sest utilitzant. Enaquest cas es la connexi que ofereix la universitat, ja que es treballa des de

lordinador del laboratori dautomtica. Un cop seleccionada es clica sobre el bot dePropiedades.

Immediatament sobre una finestra de les propietats de la connexi de lrea local. Uncop oberta es selecciona el Protocol Internet (TCP/IP) i es polsa el bot de propietats,tal com es pot observar a la Figura 51 que es troba a la segent pgina.

34


35/72

Figura 51. Propietats de la connexi local

Finalment sassigna a lordinador o PC una adrea IP nica i es guarden els canvis. Enaquest cas, la IP de lordinador utilitzat en el laboratori s la que es pot veure a laFigura 52.

Figura 52. Propietats del protocol TCP/IP35


36/72

5.3. Ajus taments Winn CC Flexible

El primer que sha de fer alhora de crear un projecte amb el WinnCC Flexible, softwareutilitzat per programar els panells operadors de la casa Siemens, s integrar el

projecte al STEP 7. Aix permet una comunicaci entre el PLC i el HMI. Daquestamanera variables internes utilitzades en el procs de control del autmat poden sergestionades des del panell operador.

5.3.1. INTEGRAR EN EL PROJECTE STEP 7

Integrar un projecte del WinnCC Flexible a un projecte del STEP 7 s molt fcil. Desdel men que es desplega al seleccionar Proyecto es polsa Integrar en el proyectoSTEP 7..., tal com es mostra a la Figura 53. Un cop fet aix, ja es t el projecte delWinnCC Flexible relacionat amb el projecte seleccionat del STEP 7.

Figura 53. Integrar en el projecte STEP 7

36


37/72

5.3.2. CONFIGURACI HARDWARE HMI

Un cop inserit, sobre el projecte STEP 7 on sha adjuntat el programa. Com es potobservar en la Figura 54 ja apareix el panell operador en lestructura de projectes del

SIMATIC Manager. Es selecciona el HMI inserit i es fa doble clic a la sevaconfiguraci.

Figura 54. WinnCC Flexible

Tot seguit sobre la finestra anomenada HW Config que s lencarregada deconfigurar el hardware del HMI. Com es pot observar a la Figura 55, en el bastidor 5apareix HMI IE que s el mdul que estableix la connexi Ethernet del panelloperador. Es fa doble clic sobre aquest mdul per ajustar les seves caracterstiques.

37


38/72

Figura 55. Configuraci hardware HMI

Llavors sobre una nova finestra de les propietats del mdul HMI IE, Figura 56. Enlapartat dinterfcie es clica al bot Propiedades on novament, sobre una novafinestra amb les propietats de la interfcie Ethernet del HMI.

Figura 56. Propietats HMI IE

En aquesta pantalla que es mostra en la Figura 57 sespecifica la direcci IP del panell

operador. En el laboratori dautomtica la direcci assignada al panell operador s 38


39/72

84.88.129.113. En lapartat Subred es selecciona la connexi Ethernet, que s la quees fa servir per lautmat S7-300.

Figura 57. Propietats interfcie HMI IE

Finalment es pitja Aceptar. Abans de sortir es compilen i guarden els canvis efectuatsper veure si hi ha algun error.

5.3.3. CONFIGURAR COMUNICACI WINCC FLEXIBLE

Ara noms queda configurar la comunicaci des del software de programaci delpanell operador. Per tant, sobre el projecte del WinCC Flexible i es clica sobrelapartat Connexiones que es troba a lestructura del projecte. Al fer aix, sobre lafinestra de connexions.

Es crea una connexi fent doble clic, que sanomena Ethernet (shagus pogut posar

qualsevol altre nom). Cal parar atenci a la selecci de lestaci, sha de posar laconnexi establerta anteriorment quan sespecificava les propietats de la interfcie HMIIE, s a dir, la xarxa en qu est connectat el panell operador amb el PLC. Alseleccionar aquesta estaci les direccions dels aparells ja queden definides perdefecte, ja que han set configurades anteriorment en el SIMATIC Manager.

En la Figura 58 es poden veure les caracterstiques de la connexi.

39


40/72

Figura 58. Connexions WinnCC Flexible

Finalment ja noms queda configurar la transferncia. Es polsa la seva icona,simbolitzada per una fletxa que mira cap avall. Per consegent sobre una finestra

nova on es pot seleccionar el panell que es vol transferir. Es selecciona el panelldesitjat i sescull el mode de connexi, en aquest cas, Ethernet. Per acabar, nomsqueda posar ladrea IP del panell operador HMI en el qual es vol transferir el projecte.En la Figura 59 es poden veure tots els ajustaments de la transferncia.

Figura 5917. Caracterstiques transferncia

Un cop fets tots els ajustaments ja es pot transferir el projecte desitjat en el panell operador polsantTransferir o guardar els canvis efectuats polsant Aplicar.

40


41/72

6. COMUNICACI ENTRE ELS AUTMATS S7-300 I S7-200

Per tal de poder enllaar la maqueta dels dipsits i les maquetes de peces esconfigura la comunicaci entre un autmat S7-300 com a client i un autmat S7-200

com a servidor. En la comunicaci client servidor s sempre el client, en aquest casel S7-300, el que porta la iniciativa. Aquesta comunicaci permet connectar el procscontinu (representant el tractament de matria prima) controlat pel S7-300 amb elprocs discret (representant la mecanitzaci) controlat pel S7-200.

Per poder dur a terme aquesta comunicaci sha de disposar dels mduls Ethernetcorresponents. La CP 343-1 Advanced pel S7-300 i la CP 243-1 pel S7-200.

6.1. Configuraci del S7-200 com a servidor

Primer de tot es configura la part del S7-200. Per fer-ho sobre el programa MicroWIN,especfic per programar aquest tipus dautmats.

Sobre lassistent dEthernet que es troba dins el men Herramientas i AssistenteEhternet, tal i com es pot observar a la Figura 31.

Figura 31. Obrir assistent Ethernet 41


42/72

En el primer pas de la configuraci es troba una breu descripci de lassistent. Es clicael bot Siguiente per comenar la configuraci.

Si el PG est connectat amb el PLC, a travs dEthernet o amb el cable MPI, spossible llegir la posici del mdul automticament polsant el bot Leer mdulos. Siper contra, en aquell moment no es disposa de connexi, es pot introduir el valormanualment. En aquest cas la ubicaci del mdul s la nmero 2, per tant, sintrodueixmanualment aquest valor, tal i com sobserva a la Figura 32. Un cop fet aix, es clicaSiguiente.

Figura 32. Posici del mdul

En aquesta pantalla que es mostra a la Figura 33, sintrodueix una direcci IP nica

per la CP 243-1 i la seva corresponent mscara. En el laboratori el mdul 1 delmecanitzat t la direcci 84.88.129.124 i la mscara 255.255.255.0. Un vegadaintroduts els valors es passa al segent pas de configuraci clicant el bot Siguiente.

42


43/72

Figura 33. Direcci del mdul

A la segent pantalla sajusten el nombre denllaos de connexi S7 que es volenconfigurar per la CP 243-1. En aquest cas noms es vol configurar un enlla, amblautmat S7-300, tal com sobserva a la Figura 34.

Figura 34. Nombre de connexions del mdul43


44/72

El S7-200 s un enlla servidor, per tant, es marca la corresponen casella. A ms,sintrodueix la direcci IP del enlla client del qual saccepta petici, s a dir, la direcciIP del mdul CP 343-1 Advanced del S7-300.

La connexi S7 entre els dos autmats es definida per les TSAPs. La TSAP delservidor, en aquest cas, lestableix directament MicroWIN i s la que posteriormentshaur de recordar quan es faci la configuraci del S7-300. Pel que fa la TSAP delclient, S7-300, s la 10.02. El 10 significa que la configuraci es fa en els dos costatsde la connexi i el 02 fa referncia a la posici del bastidor o slot del PLC.

En la segent Figura 35 es pot observar els ajustaments que sha de realitzar en

aquest pas.

Figura 35. Configuraci enllaos44


45/72

Posteriorment, saccepta la generaci de la protecci CRC.

En el pas que sobserva a la Figura 36 sintrodueix una rea de dades de configuraci.Per assegurar que no coincideix amb una rea de dades que es fa servir en elprograma, es posa un valor alt.

Figura 186. Assignar memria a la configuraci de la CP243-1

Finalment, es polsa el bot Finalizar per generar la configuraci seleccionada. Uncop fet aix es tanca lassistent dEthernet.

Ja sha establert la configuraci de la comunicaci, ara noms falta establir la

configuraci en el programa. Per fer-ho es crida el bloc ETHx_CTRL que habilita iinicialitza el mdul CP 243-1 i permet la connexi a Ethernet.

45


46/72

Figura 197. Crida del bloc de funci ETH0_CTRL

6.2. Configuraci del S7-300 com a client

En aquest apartat es configura la part del S7-300 com a client. Primer de tot sobre elseu software de programaci, el SIMATIC Manager. Un cop es t el projecte obert ambel hardware configurat, es va a Herramientas i a Configurar red tal com assenyala laFigura 38, immediatament sobre una altra finestra amb el nom NetPro.

Figura 208. Obrir NetPro

Un cop es t el NetPro obert es selecciona la CPU 313-C i polsant el bot dret delratol sobre un men desplegable. Llavors, es clica Insertar nuevo enlace.

46


47/72

Figura 219. Inserir nou enlla

Es selecciona un interlocutor no especificat i pel tipus denlla es selecciona EnlaceS7, tal i com es pot observar a la Figura 40. Llavors, es clica al bot Aplicar onseguidament sobre una finestra amb les propietats daquest enlla.

Figura 40. Inserir nova connexi47


48/72

Es marca la casella de Iniciativa local. Aquesta caracterstica permet llegir i escriuredades al S7-200. Si no estigus marcada sempre estaria a lespera del servidor, i pertant, noms es podrien llegir dades daquest. Tamb sintrodueix la direcci Ethernetdel interlocutor, S7-200, que en aquest cas s, 84.88.129.124 i fa referncia al mdul

de mecanitzat. Sha de tenir en compte quina s la ID local del enlla de comunicacique es crea, en aquest cas 1. Ja que desprs es necessita per la funci decomunicaci.

En la Figura 41, de la segent pgina, es poden apreciar tots aquests ajustaments.

Figura 41. Propietats de lenlla S7

Immediatament desprs de polsar Direcciones... sobre la pantalla que mostra laFigura 42 on sintrodueix la TSAP del interlocutor. Anteriorment en la configuraci delS7-200 com a servidor sha vist que era 10.02. Per tant, sintrodueix aquest valor i espolsa Aceptar. Finalment es guarda i es compila per comprovar que no hi haginerrors.

48


49/72

Figura 42. Detalls direccions

6.3. Crida dels blocs de funci al programa S7

s necessari cridar els blocs de funci FB14 GET i FB15 PUT en el programa delS7-300 per poder establir la comunicaci. Aquests blocs de funci es poden trobar aLibreras, Standard Library i finalment a lapartat de Communicaction Blocks.

La funci FB14 permet llegir dades duna CPU remota, mentre que la FB15 permetescriure dades. En ser blocs de funci, shan de crear els seus blocs de dades o DBsdinstncia.

49


50/72

Figura 43. Crida de les funcions FB14 i FB15

REQ s la condici que sha de complir perqu sestableixi la comunicaci. Funcionaper flanc positiu, s a dir, per enviar o actualitzar dades hi ha dhaver un flanc positiu alentrada. En el programa sha optat per posar-hi un bit rellotge, M100.5, que sactivacada segon. Daquesta manera les dades sactualitzen constantment.

50


51/72

A lentrada ID sha de posar la ID local que sha creat quan sha definit lenlla, que enaquest cas era 1. Sha descriure en mode paraula.

Per la sortida NDR es posa un bit. Aquest indica quan est finalitzada la comunicaci.El mateix cas passa a la sortida ERROR, on es posa un bit que indica si hi ha algunerror de comunicaci. Pel que fa STATUS, sintrodueix una paraula encarregada deindica quin s el tipus derror en el cas que nhi hagi.

ADDR_1 fa referncia a lrea de dades del interlocutor extern a la que es vol escriure,en el cas de la funci PUT i a lrea de dades del interlocutor extern a la que es volllegir, en el cas de la funci GET

SD_1 fa referncia a les rees de la CPU prpia en la que es dipositen les dades quees volen enviar a la CPU remota, PUT. Per contra, RD_1 fa referncia a les rees dela CPU prpia en la que es dipositen les dades llegides de la CPU remota, GET.

51


52/72

7. CONTROL DELS PROCESSOS A TRAVS DEL HMI

A travs del HMI es controlen els diferents processos, tant el continu com el discret. Latransmissi i recepci de dades entre els autmats permet que el panell operador

pugui tenir un control en ambds processos, encara que ell noms tingui interacciamb les variables del S7-300.

Lestructura de les diferents pantalles que incorpora el projecte del panell operador espoden observar en la Figura 60. Cada pantalla mostra una interfcie diferent onloperari o persona encarregada pot interectuar i tenir un control del procs.

Figura 60. Esquema pantalles

A ms daquestes pantalles tamb es disposa dun control dalarma. Quan essobrepassen uns lmits marcats, es surt immediatament de qualsevol pantalla en la

52


53/72

que es trobi loperari i sobre una nova pantalla indicant el tipus derror o averia a laque es troba el sistema.

La primera pantalla que es troba quan sengega el panell, un cop transferit el projecte,s la pantalla dinici. Aquesta, com es mostra a la Figura 61, permet seleccionar sobrequin sistema es vol actuar, el control continu o el control discret. Els respectius botonsactiven les diferents pantalles que ens direccionen cap al procs que en aquellmoment es vol controlar.

Figura 61. Pantalla inici

Per qu sexecuti el canvi de pantalla al polsar els botons primer shan de configurarmodificant les seves propietats. La finestra de propietats es pot visualitzar anant elmen Ver i seguidament a lopci de Propiedades. s aconsellable mantenir-laoberta durant tot el procs del projecte, ja que s una part molt utilitzada.

Per aconseguir el canvi de pantalla sha de clicar sobre els botons. A la finestra depropietats, que es pot veure a continuaci en la Figura 62, es va a la seccianomenada Eventos i a dins daquesta a Hacer clic. Un cop aqu es podenconfigurar diferents accions al clicar el bot. En aquest cas, es vol aconseguir un canvide pantalla. Per tant, es selecciona la funci ActivarImagen, que tofereix alprograma, i a sota sescull la imatge que es pretn obrir amb el bot.

53


54/72

Figura 62. Propietats bot CONTROL MECANITZAT

7.1. Control procs discret

Aquesta part del projecte es centra en lexplicaci del control de la part de mecanitzata travs del panell operador. Per arribar fins aqu, en la pantalla dinici sha dhaverseleccionat el procs discret o de mecanitzat.

Un cop fet aix es passa immediatament a la pantalla principal del procs discret. Desdon es pot visualitzar i gestionar les diferents parts que el conformen.

Com es pot observar a la Figura 63 la interfcie daquesta pantalla est divididaprincipalment en dos parts. La part superior, que esta constituda per dos interruptors iels diferents botons del panell de control, i la part inferior, que fa referncia a les

diferents parts del desenvolupament del procs.

Figura 63. Pantalla principal del mecanitzat

Els dos interruptors serveixen per seleccionar com es vol que actu el procs. El primer

permet seleccionar un control automtic o semiautomtic de tot el procs. El segon,per contra, noms es centra en la part de classificaci i permet triar una classificaci

54


55/72

pea per pea o automtica. Pel que fa la part del panell de control es poden observarels tpics botons que permeten controlar el procs, que son els de marxa, aturada,rearmament i emergncia.

Tots aquests botons i interruptors activen una variable interna, aquesta al estarrelacionada amb el programa STEP 7, passa la informaci al PLC i s com si aquestrebs una entrada. s a dir, tant s si es pitja el polsador de marxa fsicament o en elpanell operador, el resultat s el mateix.

En la part inferior, es poden trobar les tres parts en qu deriva aquesta pantalla. Elprimer bot es desvia cap a la pantalla on es selecciona els tipus de pea que es volen

utilitzar en la matriu final. Aquesta elecci t repercussi en el programa, ja que lespeces son classificades en la cinta de sortida seguint lordre imposat pel panelloperador. El segon bot es desvia cap a la visualitzaci de la part de classificaci,aquesta part a diferncia de la primera, s el panell operador el que rep informaci deles variables del programa per saber lestat en qu es troba la classificaci. Finalment,el tercer i ltim bot, permet observar lestat de la matriu actual, en aquest cas, tambnecessita rebre informaci de les variables del programa.

7.1.1. MATRIU DESITJADA

En aquest punt del projecte es selecciona quin tipus de producte final es vol obtenir.Les matrius es poden omplir amb tres tipus diferents de pea, que son els que espoden veure en la Figura 64.

Figura 64. Pantalla matriu desitjada 55


56/72

El procediment per poder omplir la matriu s, primer, seleccionar el tipus de pea illavors, seleccionar la posici de la matriu on es vol collocar. I aix successivament finsa emplenar la matriu. Un cop es t la matriu amb les peces desitjades es pitja el botde validar. Aquest et retorna a la pantalla principal del mecanitzat, Figura 63. Un cop

all es pot comenar el control polsant el polsador de marxa.

La selecci de les peces saconsegueix a travs de tres pantalles ms apart daquesta.Una per cada tipus de pea. Com es pot observar, en la figura anterior, hi ha unsbotons invisibles en cada tipus de pea representats amb un quadre transparent ambpunts. Segons quin bot es pitgi, s a dir segons quin tipus de pea es tri, sobrir unanova pantalla.

Si selegeix la pea taronja, sobre una pantalla on es don a les variables de posici elvalor 1. Si selegeix la pea negra, sobre una pantalla on les variables de posiciagafen el valor 2. Finalment, si selegeix la pea metllica sobre una pantalla onagafen el valor 3. Saconsegueix donar aquest valors editant les propietats dels botonsinvisibles situats a sobre les posicions de la matriu.

Per exemple si es decideix posar una pea metllica en la posici (0,0). Primer es

clica la pea metllica, seguidament, sobre una altre pantalla idntica que la Figura42 amb la diferncia que ara els botons invisibles estan sobre la matriu i no sobre elstipus de pea. Aquesta pantalla, Figura 65, est destinada exclusivament a les pecesmetlliques. Un cop es polsa on es vol collocar aquest tipus de pea, en aquest casla posici (0,0), la variable de la posici (0,0) agafa el valor 3, que s el destinat a lespeces metlliques.

56


57/72

Figura 65. Collocaci desitjada peces metlliques

Llavors, es torna a la pantalla principal de la matriu desitjada, Figura 64, on selegeix elsegent tipus de pea seguint el mateix procediment. Amb la diferncia que ara laposici (0,0) ja apareix de color gris (pea metllica). Cosa que saconsegueix editantels cercles que representen els forats de la matriu.

Un cop es t la matriu acabada, totes les posicions daquesta tenen un valor, de 1 a 3,que indica el seu tipus. Aquest valor s llegit i gestionat pel programa del autmat.

En la Figura 66 que hi ha continuaci, es pot observar com sedita, en aquest cas elbot invisible de la posici (0,0) perqu quan sigui pitjat la variable daquesta posiciagafi el valor 3. s la pantalla de les peces metlliques, qualsevol posici que es triaagafa el mateix valor.

57


58/72

Figura 66. Edici del valor de les variables de posici de la matriu

En la segent Figura 67 es mostra com es configuren els cercles de la matriu perqucanvin de color segons la selecci que sestigui fent. Si la variable de la posici t elvalor 1, vol dir que sha escollit una pea taronja en aquella posici i per tant, el seucolor de fons passar a ser taronja. Si la variable t el valor 2, vol dir que sha escollituna pea negre i tindr un color de fons negre. Finalment, si la variable t el valor 3,vol dir que sha escollit una pea metllica i tindr el color de fons gris. Per contra, siel valor encara s 0, vol dir que encara no sha escollit cap tipus de pea en aquellaposici.

58


59/72

Figura 67. Edici del color de les posicions

7.1.2. CLASSIFICACIUn cop sha triat la matriu i sha donat lordre de marxa, el procs de mecanitzatcomena a classificar les peces en el mdul 1 de la maqueta. Aquesta classificaci potser visualitzada a travs del panell operador, veient a travs dun esquema de lamaqueta levoluci del procs.

Aquesta pantalla que es pot visualitzar en la Figura 68 de la segent pgina. Segons la

informaci de les variables que el panell rep del PLC en la pantalla es visualitzen unesfigures o unes altres.

59


60/72

Figura 68. Visualitzaci classificaci

Quan el sensor capacitiu dentrada sactiva, vol dir que hi ha una pea esperant per serclassificada. Per tant, la pea dentrada s visualitzada. Per contra si el sensor no estactivat aquesta pea no es visualitza.

Al mateix passa amb la pea retinguda en el pist Q0.7, en aquest cas, per elssensors ja ens indiquen de quin tipus de pea es tracta. Per consegent, quan hi hapea, aquesta apareix al panell i a ms aquesta s visualitzada amb el color referent al

seu tipus grcies a la variable que es llegeix del PLC,.

Pel que fa les peces que estan situades a les diferents cintes classificadores, nomses visualitzen les dictaminades pel seu corresponent comptador, la variable daquestcomptador lobtenim del programa del PLC. s a dir, si per exemple el comptador de lacinta classificadora de peces taronges t un valor de 3, vol dir, que hi ha tres peces iper tant, noms es visualitzen tres peces en aquesta cinta.

Les peces de la cinta de sortida es van visualitzant a mesura que el procs va buidantles peces classificades amb lordre establert anteriorment en la part de la matriudesitjada. Segons el tipus que siguin es visualitzen amb el color corresponent. Elsnmeros que hi apareixen coincideixen amb les posicions de la matriu.

Finalment, les figures dels pistons tamb canvien en funci de quan aquests es trobenoberts, per deixar pas, o quan es troben tancats, per retenir el pas. En cada cas es

visualitzar la forma adequada, un cop ms a travs de la relaci entre les variables delPLC i la visualitzaci de les figures.

60


61/72

En la Figura 69 es pot veure un exemple de classificaci fet per simulaci. En aquestexemple es pot apreciar la visibilitat de les diferents figures segons lestat en qu estroben les seves respectives variables. El bot verd ens indica que el procs demecanitzat est en estat de marxa.

Figura 69. Simulaci classificaci

Es pot observar que el pist B est obert, ja que acaba de deixar pas a la ltima pea,que rea de color taronja, a la cinta de sortida, la pea (1,1) de la matriu final.

61


62/72

7.1.3. MATRIU ACTUAL

Finalment en aquest apartat del control del procs de mecanitzat es pot observarlestat de la matriu final. s a dir, com evoluciona lestat del producte final.

Seguint lexemple de simulaci de classificaci anterior, Figura 47, la matriu actual estrobaria en el segent estat, mostrat per la Figura 70.

Figura 70. Simulaci matriu actual

Un cop les peces es van buidant a la cinta de sortida en el procs de classificacirepresenta que es colloquen automticament a la matriu final. Aix s representat peraquesta pantalla. Al final, aquesta matriu ha dacabar amb la mateixa combinaci depeces que la triada anteriorment en la matriu desitjada.

62


63/72

7.2. Control procs continu

Aquesta part del projecte es centra en lexplicaci del control de la part dels dipsits atravs del panell operador. Per arribar fins aqu, en la pantalla dinici sha dhaver

seleccionat el procs continu.

Principalment, lobjectiu daquesta pantalla principal del control continu s fer de menper lelecci dels diferents dipsits que es volen controlar i com es volen controlar.

Es poden distingir dos grans controls, el control autmatic i el control manual,visualitzats en les Figures 71 i 72. Per passar dun a laltre es fa a travs delinterruptor, element encarregat de marca quin control, autmatic o manual, es vol

executar.

Figura 71. Pantalla principal control automtic

63


64/72

Figura 72. Pantalla principal control manual

7.2.1. CONTROL AUTMATIC

Des de la pantalla principal del control automtic es pot elegir quin tipus de control esvol executar. Cada control representa una funci en el programa del autmat. Alseleccionar el procs a la pantalla principal, en realitat el que sest fent s activaraquella respectiva funci, programada per executar el respectiu control.

Tots aquests controls son gestionats pel mdul de regulaci FM 355C que slencarregat de regular el procs perqu el resultat final sassembli al mxim possible ala consigna. Aquest mdul cont quatre canals de regulaci contnua i la maquetaconsta de quatre dipsits on es poden desenvolupar processos continus. Per tant, esdestina un canal per cada dipsit.

Des del HMI es poden controlar i visualitzar tots aquests dipsits. La Figura 73, mostrael control del dipsit 4.

64


65/72

Figura 73. Control automtic de refrigeraci

Des daquesta pantalla es pot controlar tot el procs del dipsit 4, en aquest cas larefrigeraci. En la interfcie es visualitza el dipsit on es fa el control, les sevesprincipals vlvules, bombes i, en format digital, les principals variables que es tracten.

La consigna s un camp ES dentrada i sortida on shi associa la variable SP_RE delDB del canal 1 del bloc de funci FB31 referent al FM355C. Aquesta variable de tipusREAL serveix per introduir una consigna externa (external setpoint).

La temperatura actual s un camp ES de sortida, ja que noms interessa mostra el seuvalor i no introduir-ne cap. Aquest camp ES est associat al valor de la sonda, enaquest cas de temperatura. Aquesta variable sanomena PV i es troba en el DB delcanal 1 del bloc de funci FB31 (FM355C). Aquesta variable de tipus REAL ens mostrael valor que ens proporciona la sonda correctament escalat pel mdul de regulaci(process variable).

La bomba 4 s un camp ES de sortida. Mostra el valor del senyal de control de lasortida del canal 1 del mdul FM355C. Aquest senyal es mostra en tant per cent. Lavariable que sassocia en aquest camp ES sanomena LMN (manipulated value) i sde tipus REAL. Es troba en el DB del canal 1 del bloc de funci FB31 (PID).

El nivell s tamb un camp ES de sortida i mostra el valor dompliment del dipsit. Enaquest cas per obtenir el valor sha utilitzat les entrades analgiques del PLC. Llavors

sha escalat el seu valor amb la funci FC105 que proporciona la llibreria del STEP 7. 65


66/72

El camp de text sha associat amb la variable on es guarda el valor de sortida queproporciona la FC105.

En aquesta pantalla es pot triar l'opci de veure un grfic amb l'evoluci de lesvariables tractades. En la Figura 74 el control no est activat i noms es visualitza laconsigna.

Figura 74. Grfic offline del dipsit 4

La lnia 1 correspon a la consigna, la lnia 2 al valor llegit per la sonda i la lnia 3 s elpunt de funcionament de la sortida analgica entre el 0% i el 100%.

Tamb es t un control manual duns actuadors necessaris per efectuar el control.Cada dipsit t els seus respectius, en aquest cas son la resistncia calefactora i lavlvula 3.

A mesura que sactiven les vlvules o les bombes, aquestes estan programades percanviar de color. Al mateix passa amb el nivell daigua del dipsit que varia segons elseu valor real. Aix es fa perqu lusuari pugui visualitzar duna manera grfica com estroba el dipsit.

Cada dipsit segueix el mateix procediment per amb el seu respectiu canal del mdulFM355C i associant les variables corresponents. s per aix que no es torna a explicarlorigen dels diferents valors i camps de text de les pantalles dels altres tres controls.

66


67/72

Tot seguit es poden observar les Figures 75, 76 i 77 que representen les pantalles delsaltres controls. Dipsits 3, 2 i 1, respectivament.

Figura 75. Control automtic cabal

Figura 76. Control automtic nivell dipsit 2

67


68/72

Figura 77. Control nivell dipsit 1

Apart de seleccionar els dipsits individualment, tamb hi ha lopci de fer un controlmixt o total. Tal com es pot observar a la segent Figura 78. Per accedir en aquestapantalla sha de seleccionar el bot respectiu en la pantalla principal del controlautomtic, igual que en els dipsits anteriors.

Figura 78. Control nivell dipsits 1 i 2

Com es pot veure en aquest cas es visualitzen de manera digital els parmetres delsdos dipsits, tant del 1 com del 2. s a dir, sactiven els dos canals respectius delmdul de regulaci FM355C alhora.

Com en els casos anteriors, en aquest control tamb es poden visualitzar les grfiques

per cada dipsit per separat. 68


69/72

Finalment, lltim control i el que engloba tots els altres, s el control global del procs.En aquest sexecuten cada un dels diferents controls de cada dipsit alhora, s a dir,sactiven tots els canals del mdul FM355C al mateix temps. La pantalla encarregadade controlar i visualitzar aquesta experincia s la que es mosta en la Figura 79.

Figura 79. Control global

Com es pot observar es visualitzen tots els dipsits duna manera molt esquemtica ino gaire especfica. Per tenir un millor detall de la situaci de cada dipsit s possible

visualitzar les seves caracterstiques individualment. Per fer-ho es clica el bot delcontrol que es vol observar situat a la part superior dreta de la pantalla. Llavors espassa a la pantalla individual daquell control on es poden observar amb ms detall iespecificaci els seus parmetres i elements que el conformen.

69


70/72

7.2.2. CONTROL MANUAL

El control manual serveix per activar els diferents accionadors sense respectar lordredel programa i on les ordres son efectuades des del panell operador HMI. Aquest

control es sol utilitzar en tasques de manteniment i verificaci.

Un cop linterruptor est en mode manual, i per tant ens trobem a la pantalla principaldel control manual, es pot accedir als diferents dipsits del procs des don es podenactivar els accionadors duna manera desordenada i sense seguir cap patr. s unamarxa de verificaci sense ordre.

En la segent Figura 80 es pot observar el control manual del dipsit 4 (refrigeraci).

Figura 80. Control manual dipsit 4

Com es pot observar cada element lhi correspon un bot encarregat dactivar-lo. Cadacop que es polsa, sinverteix el valor del bit de la variable que hi t associada.

Aquestes variables associades son collocades en el programa del autmat on activenla seva respectiva sortida. Quan la variable est activada sencn el led que hi ha elcant, daquesta manera saconsegueix saber en quin estat es troba.

Per controlar les sortides analgiques, en aquest cas B4, sha dintroduir un valor del 0al 100 que indica el tant per cent del seu funcionament. Per fer-ho sintrodueix uncamp ES dentrada/sortida, on shi associa la variable LMN_EXT del canal 1 delmdul FM355C. Aquesta variable serveix per introduir el valor de la sortida analgicadel mdul de regulaci externament (external manipulated value). 70


71/72

Cada dipsit t la seva sortida analgica que correspon a un canal diferent del mdulde regulaci. Per qu aquesta variable pugui tenir efecte sobre el procs, abans shadhabilitar. Per fer-ho sha dactivar un bit anomenat LMN_REON (externalmanipulated value on), s a dir, la seva funci s habilita la variable LMN_EXT.

En aquest projecte sactiva el bit LMN_REON en el moment que es tria el control deldipsit. Per exemple, quan es tria el dipsit 3 (cabal) sactiva el LMN_REON delcanal 2 del mdul FM355C que s el que fa referncia al dipsit 3. Quan es surt deldipsit, aquest bit de la variable es desactiva. Daquesta manera saconsegueixhabilitar la variable. El mateix procediment es segueix en els altres dipsits.

Les dades del dipsit, temperatura actual i nivell, son camps ES de sortida on shi haassociat la variable del canal 1, referent al dipsit 4, del mdul de regulaci FM355C.En els altres dipsits es segueix el mateix procediment, per associant la variableadequada. s el mateix cas, que sha explicat anteriorment en les dades del controlautomtic.

Igual que en el cas automtic quan sactiva algun element, com per exemple unavlvula, aquesta canvia de color indicant aix que est activada. El mateix passa amb

el nivell daigua del dipsit que varia segons el seu valor real. Aix saconsegueix unainterfcie de pantalla fcil i intutiva.

A continuaci les Figures 81, 82 i 83 mostren les altres tres pantalles del controlmanual, referents a cada dipsit.


71


72/72



Pràctica Procés continu

Documents

Transcript of Pràctica Procés continu