Señales Analogicas

CPR de BadajozCurso 2012 /2013

UD4.Procesado de seales analgicas.Jos Mara Delgado CasadoProfesor Tcnico FP Instalaciones Electrotcnicas IES JAVIER GARCA TLLEZ (Cceres)

Curso Autmatas Programables IES San Roque (BADAJOZ)Jos Mara Delgado Casado

Las seales de entrada / salida al / del PLC vistas hasta ahora eran todas seales digitales, que se caracterizan por tener nicamente dos estados: conexin (1) y desconexin (0).

Los dispositivos detectores conectados a las entradas digitales son dispositivos todo / nada que nicamente pueden adoptar dichos estados, tanto sensores electromecnicos (pulsadores, interruptores, finales de carrera, boyas de nivel...) como de estado slido (detectores inductivos, capacitivos, de presencia,...).

UD4. Procesado de seales analgicas.1.Seales digitales y seales analgicas.

De igual forma ocurre con los dispositivos accionadores y preaccionadores conectados a las salidas digitales del PLC. Dado que las salidas del PLC (a rel o a transistor) slo poseen los estados de conexin / desconexin, los dispositivos conectados a ellos slo podrn distinguir entre estos dos estados, emplendose habitualmente para ello rels y/o contactores.

Foto: directindustry.com Foto: fanell.com Foto: cabeco.com Foto: ledscontrol.com

Foto: directindustry.com Foto: rs-online.com


En el caso de las instalaciones trmicas y en otros muchos mbitos son corrientes dispositivos que no realizan una deteccin / accionamiento todo-nada sino que realizan una medicin dentro de un rango, en funcin de la cual deben activarse / desactivarse procesos o realizar procesamiento de datos.

Los dispositivos que adoptan ms de un estado y que generan seales continuas (dato de informacin variable con el tiempo) en base a alguna magnitud fsica, objeto de la medicin, se denominan dispositivos analgicos, y las seales que generan, seales analgicas.

En el caso de las instalaciones trmicas y de eficiencia energtica, son corrientes dispositivos como:

- Medidores de temperatura (PT-100 o termopares).- Medidores de caudal.- Luxmetros.- Sensores piezoelctricos de presin.- Balastos electrnicos.- Servomotores.- Variadores de frecuencia.- Electrovlvulas regulables.- (...)


Foto: nissitec.com.ar

En los PLCs, la medicin de seales analgicas o el envo de valores analgicos a actuadores para actuar en consecuencia se consigue a travs de mdulos de E/S analgicos, que realizan conversiones analgico / digitales para el procesado de seales.

Foto: grupohierros.com Foto: solostocks.com

Tanto para el procesado de entradas como de salidas analgicas, existen estndares de seal de envo / recepcin de informacin:

Estndar de tensin Estndar de corriente

0-10 Vcc 4-20 mA

-10 +10 Vcc 0-20 mA

2-10 Vcc 1-5 mA

0-5 mA


Los mdulos de E/S analgicos de los PLCs transforman las seales analgicas a digitales (o viceversa, en el caso de las salidas) asociando un rango de variacin de datos digitales a la informacin recibida / enviada desde / hacia el sensor o actuador.


En ocasiones los sensores analgicos (p.e. en el caso de los termopares) no cumplen el estndar en transmisin analgica de informacin, y requieren un preprocesado de la seal antes de su entrada en el PLC en el rango estandarizado. Para este fin se emplean dispositivos como los acondicionadores de seal.

Foto: Rockwell Automation

Imagen: Acondicionador de seal Allen-Bradley de carril DIN para Termopar tipo J.

En el caso del S7-200 y el S7-1200 de Siemens existen varios tipos de mdulos de E/S destinados a realizar la conversin analgico / digital y poder procesar seales analgicas y enviar datos analgicos a actuadores.

Para el S7-200 existen mdulos generales para el tratamiento de seales analgicas y mdulos dedicados para la medida de temperaturas, posicionamiento, pesaje, etc.

Imagen: Catlogo Siemens S7-200



Imagen: Catlogo Siemens S7-200

Foto: Siemens (mdulos EM231 y EM235)



En el caso del S7-1200 existen dos tipos de elementos que realizan medidas / actuaciones analgicas: los mdulos SM (1231, 1232, 1234) y las tarjetas Signal Board SB 1232.

En el caso de los mdulos SM la diferencia entre los mismos es el nmero de E/S analgicas capaces de tratar. En el catlogo S7-1200 de Siemens pueden verse sus principales caractersticas.

Foto: Siemens (mdulo SM 1231)

Dado que hay CPUs que no son ampliables con mdulo de seal (como la CPU 1211C), el S7-1200 integran la posibilidad de acoplar una tarjeta de seal (Signal Board) que proporciona, adems de las dos AI que integra la propia CPU, AO de 12 / 11 bits de resolucin (U/I) o AI adicionales, o incluso DI y DO . Las tarjetas SB van integradas en el cuerpo del PLC, optimizando de esta forma el espacio ocupado por el conjunto.

Foto: Siemens (SB 1232)

SB 1221 (DIx4 24 Vdc) SB 1222 (DQx4 24 Vdc) SB 1223 (DIx2 DQx2 24 Vdc)


UD4. Procesado de seales analgicas.2. Tratamiento de seales analgicas en el S7-200: resolucin.

Existen varios parmetros fundamentales a la hora de realizar conversiones analgico / digitales en sensores industriales (campo de medida, alcance, error, exactitud, precisin, sensibilidad, etc). Desde el punto de vista prctico, uno de los fundamentales a la hora de implementar el control con PLCs es la resolucin de los convertidores analgico / digitales del PLC.

Resolucin: Podemos definir la resolucin como el nmero de valores discretos capaz de ser distinguidos de forma individual por el autmata en el rango de seal admisible por el convertidor analgico / digital.

S7-200 : mdulo EM235

En el caso del mdulo EM235 para el S7-200, podemos ver por hoja de caractersticas que la resolucin del mismo en rango de tensin es de 12 bits. Eso significa que es capaz de distinguir entre 4096 valores diferentes.

212 = 4096En un rango de medicin, p.e. de 0 a 10 Vcc (unipolar) significa que el EM235 es capaz de realizar cambios en medidas de:

10/4096 = 0.00244 V 2.5 mV


Esto quiere decir que cada cambio de 2.5 mV de valor de la seal de entrada, el EM235 aumentar una unidad el valor digital que enviar al PLC, convirtiendo de esta forma el valor de medida analgica en una cadena de unos y ceros (1001010...) binarios correspondientes al nmero decimal comprendido entre 0 y 4096.

No obstante, para el caso anterior del S7-200 podemos ver en su hoja de caractersticas que no distingue entre 4096 valores, sino entre 32000 para el caso de rangos unipolares (0 a 10 V, 0-20 mA) o 64000 para el caso de bipolares (-10 a 10 V).

Cmo puede ser eso?. La explicacin viene dada en la propia hoja de caractersticas:



En el caso de valores unipolares, el formato de los 12 bits de datos (4096 valores posibles, en el caso de rango de tensin) va incrustado en una palabra (W) de datos (2 bytes consecutivos), de forma que el formato real del dato analgico queda traducido:

El primero de los bits de la palabra (MSB-Most Significant Bit) se reserva para el caso de valores bipolares, indicando con un 0 si es positivo y con un 1 si es negativo, por lo que en el caso de los unipolares est permanentemente a 0. Los ltimos 3 bits (LSB-Less Significant Bit) estn permanentementa a 0, con lo que el dato real queda incrustado entre el tercer cuarto y decimoquinto bit.

Esto caso que una variacin de una unidad en los posibles 4096 valores (2.5 mV) se traduzca automticamente como una variacin de 8 en el valor total de la palabra:

1000 = 0 20 + 0 21 + 0 22 +123 = 8Cualquier variacin por tanto del cuarto bit menos significativo ocasionar que el valor de la palabra de datos cambie automticamente en 8 valores, como puede verse en el razonamiento anterior, lo que har que los 4096 valores se conviertan en:

4096 8 = 32768Reservndose el exceso de 32000 para el desbordamiento de medida.



Otro aspecto fundamental del EM235, adems de su resolucin y el tramiento de valores que veremos posteriormente es su conexionado con el PLC.

UD4. Procesado de seales analgicas.2. Tratamiento de seales analgicas en el S7-200: conexionado.

1

2

3

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El mdulo EM235 (tambin los EM231 y EM232 aunque su esquema no se adjunta aqu) requieren de una alimentacin de 24 Vcc, que puede suministrarse desde la fuente de alimentacin del PLC. El bus en este caso slo transmite datos, pero no alimentacin.

1

2 Salida analgica en corriente (Io) y en tensin (Vo), con masa de conexin (Mo).

DIP Switches para configurar el rango de entrada, resolucin, ganancia y atenuacin de seal.3

4 Entradas analgicas (x4 en el caso del EM235), que pueden configurarse en tensin o en corriente, tal y como muestra la figura. Aquellas entradas analgicas que no estn en uso deben puentearse entre + y -, tal y como refleja la figura.

5

5 GAIN y OFFSET: Gain y Offset son dos potencimetros integrados en el EM235 (en el caso del EM231 no se incluye el Offset) que permiten realizar un ajuste a seal 0 digital cuando el mdulo detecte seal 0 analgica, y un ajuste del rango de seal digital a 32000 cuando la seal analgica sea tope.


Aunque la palabra de datos real ocupe exclusivamente 12 bits, el S7-200 convierte valores reales analgicos (p. ej. temperatura, tensin, etc.) en valores digitales en formato de palabra de 16 bits (1W = 2 bytes). A estos valores de entradas analgicas se accede con un identificador de rea (AI .- Analog Input), seguido del tamao de los datos (W) y de la direccin del byte inicial.

UD4. Procesado de seales analgicas.2. Tratamiento de seales analgicas en el S7-200: tratamiento de valores.

Puesto que las entradas analgicas 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. Las entradas analgicas son valores de slo lectura. De esta forma, en el caso del EM235, tendremos:

AIW0, AIW2, AIW4, AIW6

Al igual que ocurre con las entradas analgicas, a las salidas analgicas se accede con otro identificado de rea (AQ.- Analog Output), seguido del t del tamao de los datos (W) y de la direccin del byte inicial. Tendremos por tanto AQ0, AQ2, AQ4,... En el caso del EM235 (AQx2), tendremos:

AQW0, AQW2

En el caso de las entradas analgicas, el S7-200 permite realizar un filtrado de las mismas, que no es ms que obtener un valor promedio de un nmero preseleccionado de muestreo. Esto es til para aquellas entradas analgicas que puedan variar cuando lo que realmente interesa es un valor medio. Por contra, aquellas entradas analgicas de las que queramos reflejar su variacin en cada ciclo de scan, no es aconsejable filtrarlas. Los parmetros de filtrado se pueden definir en el bloque de sistema.


Previo paso al tratamiento de valores, es aconsejable hacer una calibracin y un ajuste de filtrado de las entradas del mdulo analgico.


El procedimiento de calibracin de entradas se describe detalladamente en el manual de sistema del S7-200:

1. Desconectar la alimentacin del mdulo y seleccionar el rango de entrada deseado con el bloque de microinterruptores (0-10 V, 0-20 mA,...)2. Conectar la alimentacin de la CPU y del mdulo y esperar un tiempo (el manual dice unos 15 minutos) para que el mdulo pueda estabilizarse.3. Utilizando un transmisor, una fuente de tensin o de intensidad, aplicar a una de las entradas una seal de valor cero (cerrando las dems).4. Leer el valor que la CPU ha recibido del correspondiente canal de entrada.5. Con el potencimetro OFFSET, seleccionar el valor cero u otro valor digital.6. Aplicar una seal de rango mximo a una entrada y leer el valor que ha recibido la CPU.7. Con el potencimetro GAIN, seleccionar el valor 32000 (tope de rango de medida digital) u otro valor digital.8. En caso necesario, volver a calibrar el desplazamiento (OFFSET) y la ganancia (GAIN).

Una vez realizada la calibracin de las entradas, es aconsejable decidir si se va a realizar o no un filtrado de entradas analgicas, teniendo en cuenta algunos conceptos:

a) En el caso de emplear una CPU 224XP, no es necesario filtrar las entradas por software (MicroWin), ya que el propio convertidor analgico / digital de la CPU lo realiza.

b) La filtracin de las entradas analgicas permite disponer de un valor analgico ms estable, por lo que es aconsejable utilizar el filtro de entradas analgicas en aplicaciones donde la seal de entrada cambia lentamente, eliminando de esta forma las posibles variaciones rpidas. Si la seal es rpida, no es recomendable habilitar el filtro analgico, ya que no se actualizar el valor.

c) Existen dos parmetros fundamentales a la hora de realizar el filtrado de entradas analgicas:

- Nmero de muestreos: nmero de ciclos de scan necesarios en los que los cuales se realiza un promedio de la entrada analgica y se actualiza su valor. A mayor nmero de ciclos, ms estable ser la seal pero ms necesitar cambiar para ser actualizada en promedio.

- Banda muerta: Para evitar que no se reflejen cambios importantes en la entrada analgica, puede definirse una banda muerte, de forma que el filtro cambie la entrada analgica cuando sta cambie una diferencia especificada del valor actual.


Todas las operaciones realizadas con entradas y salidas analgicas deben realizarse consecuentemente en formato de palabra. De esta forma, para realizar un movimiento de dato analgico ser necesario hacerlo en formato de palabra:


Dado que el valor de la entrada analgica siempre est presente en AIWx, a la hora de realizar operaciones es aconsejable volcar (mover) el valor de la entrada analgica a un rea de memoria con el que posteriormente trabajar (tratar, escalar, incrementar o decrementar artificialmente, comparar...).

En este ejemplo, se realiza el movimiento del valor analgico presente en AIW0 en formato palabra (16 bits) al rea de memoria de variables, con el que poder posteriormente operar.

El movimiento se realiza en formato palabra (MOV_W), y ambos datos (IN & OUT) deben serlo.

Una vez realizado el movimiento, se realiza en cada ciclo de scan la comparacin del valor de VW0 (que podr variar entre -32768 y +32767) con diversos valores, activando salidas en consecuencia.

De esta forma, si VW0 es menor de 15000, se activa la salida Q0.0. Si el valor est entre 15000 y 25000, lo har la salida Q0.1, y si el valor es mayor de 25000 (y menor de 32767), la salida activada ser Q0.2.


Tratar valores de la forma en que se ha hecho en el ejemplo anterior es extremadamente incmodo, ya que implica realizar varios clculos previos de cara a realizar la comparacin:

- Del rango real de medida (p.e. sensor de temperatura de entre -0 y 760C) al rango de seal analgica (0-10V, 0-20 mA,...).- Del rango de seal analgica (0-10V, 0-20 mA,...) al rango de dato en formato palabra del S7-200 (-32768 a +32767 para bipolares y de 0 a +32767 para unipolares, que es ajustado a -32000 a +32000 para bipolares y 0 a 32000 para unipolares mediante ganancia y offset).

,que slo es razonable en el caso de tratamiento de valores en porcentajes conocidos (p.e. sensor ultrasnico que mide el nivel de un depsito y slo toma decisiones respecto al rango de 50% del mismo).

UD4. Procesado de seales analgicas.2. Tratamiento de seales analgicas en el S7-200: escalado de valores.

En otros casos, lo normal es optar por dos posibilidades:

a) Realizacin de las operaciones aritmticas correspondientes al tramiento de datos dentro de programa.

b) Realizar un escalado y normalizacin de valores.

La realizacin de un escalado tiene como objetivo convertir los datos en formato palabra del S7-200 (enteros) en valores reales del rango de medida del dispositivo original (p.e. la temperatura de 0 a 760C) de acuerdo a la resolucin del mismo, y poder realizar operaciones de forma directa.

ESCALADO UNIPOLARESCALADO BIPOLAR


En algunos casos incluso ser necesario un escalado con desviacin, p.e. si el rango de medida de dispositivo de 4-20 mA, ya que el EM235 slo mide seal en corriente de 0 a 20 mA.

Esto significa que una medida de 4 mA del dispositivo (cero en su medida), el PLC la interpreta como un dato de seal de valor entero (en palabra) de 6400 (20% del rango de 32000, por lo que las seales se normalizan a este valor, y no a +32767).

Esto implica que en el escalado de salida, ste valor deber corresponder al dato de rango mnimo (0) de medida del dispositivo.


ESCALADO CON DESVIACIN

En las imgenes anteriores, el significado de los acrnimos en ejes es el siguiente:

Lo que significa que el valor escalado puede ser calculado mediante la recta de interpolacin lineal entre Osh y Ish, e Osl y Isl.

Podemos calcular por tanto el valor de acuerdo a la siguiente frmula:

OV =(Osh Osl )(Ish Isl )

(Iv Isl )+Osl



Por suerte, para evitar la implementacin directa de estas operaciones aritmticas a la hora de operar, Siemens proporciona la librera scale.mwl (aunque no de forma directa, pero s disponible desde su web), que una vez aadida a STEP-7/MicroWin implementa 3 funciones para simplificar esta operacin:

1) S_ITR: convierte seales de entrada analgicas en valores normalizados entre 0.0 y 1.0

Su Input ser la salida analgica de medicin (o direccin de memoria en formato palabra donde est su valor), y ser necesario especificar Ish e Isl del rango del dato (dependiendo de si la conversin es unipolar, bipolar o con desviacin), y tendr como Osh y Osl la unidad. El valor real deber ser volcado a un rea en formato doble palabra.

2) S_RTR: convierte rango de datos en formato real a valores en formato real (escalando al rango de medida del dispositivo):

El valor real anterior entre 0.0 y 1.0 deber ser ahora escalado al rango real de medicin del dispositivo. Su input en este caso ser el rea de memoria donde se ha almacenado el dato previo (en formato DW), Ish e Isl sern respectivamente 0 y 1, y Osh y Osl sern el rango de medicin real del dispositivo (o un porcentaje, si se prefiere, para lo cual el rango de salida ser entre 0 y 100).

El dato escalado ser depositado en otro rea en formato doble palabra.



Ser posible, al igual que se ha realizado con las entradas analgicas, escalar valores normalizados en formato real a una salida analgica mediante:

3) S_RTI: convierte un nmero real normalizado (entre 0 y 1) a un valor entero de salida analgico (entre 0 y 32000, o entre -32000 y 32000).

En este caso, si se desea mandar un valor normalizado (p.e. escalones de velocidad de un ventilador de 0.25, 0.5, 0.75 y 1 a un variador de frecuencia), la funcin S_RTI escribe directamente en la salida AQWx el valor necesario en formato palabra.

En este caso, los valores de Ish e Isl son los reales normalizados, mientras que el Osh y Osl ser necesario configurar el rango de salida (unipolar, bipolar o con desviacin).


En el siguiente ejemplo se pretende mostrar el nivel de un depsito cerrado de agua en una pantalla visualizadora, para lo cual se ha conectado en la parte inferior del mismo un sensor de presin con un rango de medida de 4-20 mA, que se conecta a una entrada analgica del S7-200. Del mismo se enva posteriormente la seal en un rango de 0-10 V a un dispositivo visualizador.

UD4. Procesado de seales analgicas.2. Tratamiento de seales analgicas en el S7-200: escalado de valores (EJEMPLO)

El mdulo EM235 se tiene que calibrar de forma que el valor analogico de 20 mA corresponda al valor total de llenado del depsito (10m) y al valor digital 32000. Con un nivel de llenado de 0m, el valor analgico de 4 mA se convertir en 6400. El programa deber realizar la escala de los valores digitales convertidos en altura en metros.

Posteriormente, la tensin para el sealizador del nivel de llenado se tiene que generar a travs del mdulo de salidas analgicas EM235 entre 0 y 10 V.

El programa en el S7-200 tiene por tanto que contemplar:


UD4. Procesado de seales analgicas.2. Tratamiento de seales analgicas en el S7-200: escalado de valores (EJEMPLO)



En el caso del S7-1200, como se ha comentado anteriormente, ste viene equipado con 2 AI en tensin, con rango 0-10 V (no pueden ser configuradas como entradas en corriente ni en otro rango diferente), como puede verse en la imagen:

En este caso, la resolucin de las entradas analgicas integradas en el S7-1200 es de 10 bits, a diferencia de los 12 bits del mdulo EM235 del S7-200. Para el caso de las SB y los SM, la resolucin de las AI y AQ aumenta hasta los 12 bits, admitiendo tanto entrada en tensin como en corriente.

Esto significa que el rango de valores capaces de ser distinguidos por el PLC en base a los 10 bits de almacenamiento es de:

210 = 1024No obstante, al igual que ocurra con el EM235, estos 10 bits van integrados en una palabra de datos, por lo que su rango de variacin en el PLC ser mayor como podemos ver en las caractersticas: de 0 a 27648.



En el caso de las entradas AI integradas del S7-1200, se han eliminado los ajustes de ganancia y offset y aunque los 16 bits de la palabra de datos admiten un rango de variacin de:

216 = 65536que se queda en nicamente de 0 a 32767 por ser unipolar (0 a 10 V), se ha modificado el rango para contemplar sobreimpulsos y excesos de seal (valores de entrada en tensin por encima de los 10 V). De esta forma, el rango de 0-10 Vcc comprende las seales entre 0 y 27658.


UD4. Procesado de seales analgicas.2. Tratamiento de seales analgicas en el S7-1200: conexionado.

El conexionado de las entradas AI integradas es extremadamente simple: nicamente es necesario cablear la fuente de tensin en el rango 0-10 V entre la masa del dispositivo (2M) y la entrada analgica. En el caso de los mdulos SM, deben alimentarse a 24Vdc y cablear las AI y AQ de acuerdo al diagrama.

Entradas analgicas (AIx4)

Salidas analgicas (AQx2)


Al agregar una CPU a STEP7, se asignan automticamente las direcciones de entrada (I) y salida (Q). El direccionamiento predeterminado puede no obstante cambiarse seleccionando el campo de direccin en la ventana de configuracin de la vista general de dispositivos y tecleando nmeros nuevos.

Con respecto a las entradas analgicas de la CPU, hay que tener en cuenta que se asignan en grupos de dos, y ocuparn por tanto 4 bytes:


Por defecto vienen asignadas como AI2_1: 64...67. Esto quiere decir que las entradas analgicas en el S7-1200 ocuparn los canales:

IW64, IW66Prescindiendo en este caso del identificador analgico A que era necesario anteponer en el caso del S7-200.

En el caso de emplear SBs o SMs con entradas / salidas analgicas adicionales, las mismas ser igualmente configurables desde la vista general de dispositivos:


Al igual que ocurra con el S7-200, puede emplearse de forma directa un dato de entrada analgica (en este caso, IW64) o almacenarse en un rea de variables para su uso. En el caso del S7-1200, al no existir el rea V, puede almacenarse en un bloque de datos (DB) para su posterior uso y comparacin.


En este ejemplo, con un bit asociado en configuracin de marcas de sistema y ciclo para siempre ON, se realiza un movimiento del dato de IW64 a un byte de un bloque de datos creado a tal fin (DB1) y denominado entrada_analog.

Posteriormente se compara el valor de este byte con consignas de referencia, activando o desactivando salidas consecuentemente:

- Si entrada_analog tiene un valor menor o igual de 15000, se activar la salida Q0.0.

- Si entrada_analog est en un rango (IN_RANGE) de entre 15001 y 20000, se activar la salida Q0.1 (y se desactivar la Q0.0 anterior).

- Si por ltimo entrada_analog tiene un valor superior a 20000 (y menor del rebase por exceso), se activar la salida Q0.2 (y se desactivar la Q0.1).


Al igual que ocurra con el EM235 del S7-200, realizar comparaciones de forma directa con valores, ya que de nuevo implicara la conversin de alguna forma externa:

- Del rango real de medida (p.e. sensor de temperatura de entre -0 y 760C) al rango de seal analgica (0-10V).- Del rango de seal analgica (0-10V) al rango de dato en formato palabra del S7-1200 (en este caso de 0 a 27648).

A diferencia del S7-200, el S7-1200 viene con funciones integradas para realizar el escalado y normalizacin de valores, o bien para realizar el clculo mediante la implementacin de la recta de interpolacin:


1) Funciones de normalizacin y escalado: NORM_X y SCALE_X.

La instruccin NORM_X normaliza el valor de las variables de la entrada VALUE mapendolas en una escala lineal. Los parmetros MIN y MAX sirven para definir los lmites de un rango de valores que se refleja en la escala. En funcin de la posicin del valor que se debe normalizar en este rango de valores, el resultado se calcula y se deposita como nmero en coma flotante en la salida OUT. Si el valor que se debe normalizar es igual al valor de la entrada MIN, la salida OUT devuelve el valor "0.0". Si el valor que se debe normalizar adopta el valor de la entrada MAX, la salida OUT devuelve el valor "1.0".

En este caso se normaliza la entrada IW64, cuyos valores pueden tomarse en el rango entre 0 y 27648 (0 a 10 Vcc) a un nmero real entre 0 y 1 que se deposita en MD0.



La instruccin SCALE_X escala el valor de la entrada VALUE mapendolo en un rango de valores determinado . Al ejecutar la instruccin, el nmero en coma flotante de la entrada VALUE se escala al rango de valores definido por los parmetros MIN y MAX. El resultado de la escala es un nmero entero que se deposita en la salida OUT.

En este caso se escala el valor almacenado en MD0 en el rango entre 0 y 760, almacenando este valor en formato real en el rea de memoria en doble palabra MD10.

Dado que en el en las funciones NORM_X y SCALE_X del S7-1200 es posible utilizar las entradas y salidas de habilitacin, todo el proceso puede recogerse en un solo Network de la siguiente forma:



2) Funcin de clculo de la recta de interpolacin (CALCULATE).

La instruccin CALCULATE permite crear una funcin matemtica que se ejecuta con mltiples parmetros de entrada para obtener el resultado en funcin de la ecuacin definida.

La funcin es accesible desde el rbol de instrucciones bsicas de las Task Cards, dentro de Funciones matemticas, o bien directamente insertando un bloque de funcin sin definir y escribiendo el nombre de la misma.

La instruccin no configurada ofrece dos parmetros de entrada y uno de salida. El primer paso es seleccionar el tipo de datos con el que se va a realizar la operacin, desplegando el men presente en ???. En el caso de realizar escalado de valores analgicos, la operacin deber realizarse en formato real.

La funcin es accesible desde el rbol de instrucciones bsicas de las Task Cards, dentro de Funciones matemticas, o bien directamente insertando un bloque de funcin sin definir y escribiendo el nombre de la misma.

La instruccin no configurada ofrece dos parmetros de entrada y uno de salida. El primer paso es seleccionar el tipo de datos con el que se va a realizar la operacin, desplegando el men presente en ???. En el caso de realizar escalado de valores analgicos, la operacin deber realizarse en formato real.

Posteriormente deber accederse al botn introducir ecuacin visible en la figura superior, debiendo introducir la ecuacin de la recta genrica de interpolacin para el escalado de valores:

INTRODUCIR ECUACIN


(Iv Isl )+Osl



Deber escribirse la ecuacin en el formato esperado por la instruccin CALCULATE, por lo que podemos traducir la ecuacin anterior a:


(Iv Isl )+Osl Out = ((in4 in5 ) / (in2 in3))*(in1 in3)+ in5

Donde: Ov Out Valor de salida escaladoIv in1 Valor de entrada analgicaIsh in2 Lmite superior del valor de entrada escaladoIsl in3 Lmite superior del valor de entrada escalado

Osh in4 Lmite superior del valor de salida escaladoOsl in5 Lmite inferior del valor de salida escalado

%6RIWZDUHGHSURJUDPDFLQ67(3 +HUUDPLHQWDVIFLOHVGHXWLOL]DU

&RQWURODGRUSURJUDPDEOH6 0DQXDOGHVLVWHPD$(

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

$OKDFHUFOLFHQ$FHSWDUODLQVWUXFFLQ&DOFXODUFUHDODVHQWUDGDVQHFHVDULDVSDUDODLQVWUXFFLQ

,QWURGX]FDORVQRPEUHVGHODVYDULDEOHVGHORVYDORUHVTXHFRUUHVSRQGHQDORVSDUPHWURV

Con lo que la ecuacin quedar de la forma:



Ser necesario posteriormente introducir en la ecuacin a calcular las reas de memoria de donde bien se toman los valores (caso de la entrada analgica y los valores de referencia en el escalado) o bien don de se colocarn los valores calculados:

Es fundamental tener en cuenta que todos los datos introducidos en la funcin CALCULATE deben tener formato real. Si intentamos introducir IW64 como dato analgico de entrada en in1, ser imposible hacerlo de forma directa, al ser un entero. Es necesario una conversin previa de tipos empleando la funcin CONVERT:

Una vez realizada la conversin de tipos es posible rellenar la funcin CALCULATE y obtener el valor real en OUT correspondiente al dato real de medida del dispositivo conectado a la entrada analgica.

En este caso, el valor unipolar (0-10V) presente en la entrada analgica IW64, convertida previamente a real en MD40, lo estamos escalando a un nmero real entre 0 y 760, que se volcar en el rea de memoria MD50.



Jos Mara Delgado Casado

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