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Fundamentosde los PLCs

Esta es una traducción libre del inglés al castellano del título original Basics of PLCs de laSerie STEP de SIEMENS.

© 2009 - Rolando Ariel Ricon, [email protected]

Queda prohibida la reproducción total o parcial sin la autorización del autor. Ley 11723.

14/09/09 Rolando Ariel Ricon – [email protected] 1

Introducción

Bienvenidos a otro curso de la serie STEP de Siemens De Educación Profesional Técnica,destinado a preparar a nuestros distribuidores para vender Siemens Energy & AutomationProducts en forma más eficaz. Este curso cubre los fundamentos de los PLC. Al término de Fundamentos de PLC debe ser capaz de: • Identificar los principales componentes de un PLC y describir sus funciones • Convertir los números de decimal a BCD, binario y hexadecimal • Identificar los insumos típicos discretos y analógicas y salidas • Identificar las diferencias fundamentales de los distintos modelos de la serie S7-200. • Identificar los tipos de módulos de expansión disponibles para S7-200 PLC • Describir los tipos de programación disponibles para el S7-200• Describir el funcionamiento de funciones de programa de uso común tales comotemporizadores y contadores • Identificar el manual adecuado para referirse a la programación o a la instalación de un PLCS7-200

Este conocimiento nos ayudará a entender mejor al cliente. Además, usted tendrá mayorcapacidad para describir productos a clientes y determinar las diferencias importantes entre los productos.

Debe completar Conceptos básicos de electricidad antes de intentar Conceptos básicos de losPLC. La comprensión de muchos de los conceptos cubiertos en Fundamentos de laelectricidad es necesaria para Fundamentos de la PLCs. Además, usted puede desearcompletar Fundamentos de Componentes de Control. Los productos incluidos en losPrincipios Básicos de Control de Componentes se utilizan con los controladores de lógicaprogramable. Si usted es un empleado de Siemens y Automatización o distribuidor autorizado, llene elexamen final. Le enviaremos un certificado de finalización. Buena suerte con sus esfuerzos.

Siemens es una marca registrada de Siemens AG. Los nombres de productos mencionados pueden ser marcas comerciales o marcas comerciales registradas de sus respectivas compañías. Las especificaciones están sujetas a cambios.


PLC

Un controlador lógico programable (PLC), también conocido como controlador programable,es el nombre dado a un tipo de ordenador de uso común en el control comercial e industrial.Los PLC difieren de computadoras de la oficina en los tipos de tareas que realizan y elhardware y el software que requieren para realizar estas tareas. Mientras que las aplicacionesespecíficas varían ampliamente, todos los PLC supervisan las entradas y otros valores devariables, toman decisiones basadas en un programa almacenado, y controlan salidas paraautomatizar un proceso o una máquina. Es intención de este curso proporcionarle informaciónbásica sobre las funciones y configuraciones de los PLC con énfasis en el PLC S7-200.

Funcionamiento básico de un PLC

Los elementos básicos de un PLC incluyen módulos de entrada o de puntos, una unidad de procesamiento central (CPU), módulos de salida o puntos, y un dispositivo de programación. El tipo de módulos de entrada o de los puntos utilizados por un PLC depende de los tipos de dispositivos de entrada utilizados. Algunos módulos de entrada o de puntos responden a las entradas digitales, también llamados entradas discretas, que son encendidos o apagados. Otro módulos responden a las señales analógicas. Estas señales analógicas representan lasseñales de una máquina o proceso como una gama de tensiones o corrientes.


La función principal del circuito de entrada de un PLC's es la de convertir las señalesproporcionadas por diversos interruptores y sensores en señales de lógica que puedan serutilizados por la CPU.

La CPU evalúa el estado de las entradas, salidas y otras variables, que ejecuta el programaalmacenado, luego la CPU envía señales para actualizar el estado de las salidas.

Los módulos de salida convierten señales de control de la CPU en valores digitales oanalógicos que se pueden utilizar para controlar distintos dispositivos de salida.

El dispositivo de programación se utiliza para introducir o cambiar el programa del PLC o paracontrolar o modificar los valores almacenados. Una vez introducido el programa y las variablesasociadas se almacenan en la CPU.

Además de estos elementos básicos, un sistema PLC también puede incorporar un dispositivode interfaz de operador para simplificar el monitoreo de la máquina o proceso.

El ejemplo muestra pulsadores (sensores) conectados a las entradas del PLC, se utilizan parainiciar y detener un motor conectado a una salida del PLC a través de un arrancador de motor(actuador). No hay ningún dispositivo de programación o interfaz del operador en este ejemplo sencillo.


Controlador por Cableado

Antes de los autómatas programables, las tareas de control se realizaban por contactores,relés de control, y otros dispositivos electromecánicos. Esto se refiere a menudo como cableada de control. Había que hacer diagramas, especificar componentes eléctricos e instalarlos, y crear listas de cableado. Los


electricistas debían cablear los componentes para realizar una tarea específica. Si se cometióun error, los cables tenían que volverse a conectar correctamente. Un cambio en la función o la expansión del sistema requiería cambios de los componentes ycableado.

Ventajas de PLC

Los PLCs no sólo son capaces de realizar las mismas tareas que un control con cable, sinotambién son capaces de muchas más complejas aplicaciones. Además, el programa de PLC ylas líneas de comunicación reemplazan la mayor parte de los cables de interconexiónrequerido por el control de lógica cableada. Por lo tanto, el cableado, aunque siendonecesario para conectar dispositivos de campo, es menos intensivo. Esto también hace que lacorrección de errores y modificación de la aplicación sea más fácil.

Algunas de las ventajas adicionales de los PLC son los siguientes:

• Menor tamaño físico de las soluciones que el simple cableado. • Más fácil y rápido para hacer cambios. • Los PLC tiene integrado autodiagnóstico y anulación de funciones. • Los diagnósticos, son centralizados. • Las aplicaciones pueden ser inmediatamente documentadas. • Las solicitudes se pueden duplicar más rápido y a menor costo.

PLCs Siemens Modulares

Siemens SIMATIC Modular PLCs son la base sobre la cual nuestro concepto Totally IntegratedAutomation (TIA) se basa. Debido a que las necesidades de los usuarios finales y fabricantes de máquinas varían ampliamente, los PLCs SIMATIC están disponibles como módulos convencionales, comoproductos de automatización incrustados, o basados en PC.

Los controladores modulares SIMATIC están optimizados para tareas de control y puedenser adaptados a las necesidades de aplicaciones utilizando módulos plug-in para entrada /salida (I / O), funciones especiales, y de comunicaciones.

Ejemplos de productos en esta categoría incluyen:

LOGO! y S7-200 productos de automatización de las micro, S7-300 y S7-400 PLC sistemamodular, controlador de la combinación C7 y panel, y ET 200 / S con sistema de inteligencialocales.


Otros controladores SIMATIC

Los productos SIMATIC de automatización integrados están disponibles en un Microbox,Panel PC, PC o multi-funcional-based system. Todos los productos son, sin ventilador, equipo sin disco y las plataformas con un sistemaoperativo optimizado para cada plataforma.

Ejemplos de productos en esta categoría incluyen: Microbox 420-RTX, Microbox 420-T, PanelPC 477-HMI/RTX, y WinAC MP. Controladores SIMATIC basados en PC están disponibles como software que puedeejecutarse en sistemas de PC estándar o en un plug-in de la tarjeta (ranura PLC) para unamayor fiabilidad. Esta categoría incluye software WinAC y WinAC Slot PLC. SIMATIC Software

Software SIMATIC es el configurador y entorno de programación universal para loscontroladores SIMATIC, sistemas de interfaz hombre-máquina y sistemas de control deprocesos. Con el software SIMATIC STEP 7 y numerosas herramientas de ingeniería, se apoya todaslas fases de desarrollo de productos, desde configuración de hardware del sistema yparametrización de módulos de servicio del sistema instalado. Una variedad de opciones de programación disponibles. Esto incluye lenguajes de programación base (Listade instrucciones, Diagrama de escalera, y Diagrama de Bloques Funcionales), lenguajes dealto nivel (Structured De texto y función secuencial), y herramientas de ingeniería (Structured Control Language S7, S7-GRAPH, S7-PLCSIM, S7 - HiGraph, y continua FunctionChart).


Sistema Numérico Un PLC es un ordenador, que almacena información en forma de on u off (1 o 0), llamadosbits. Algunas veces los bits se utilizan de forma individual y, a veces se utilizan pararepresentar valores numéricos. Comprender cómo estos bits pueden ser usados pararepresentar valores numéricos requiere la comprensión del sistema numérico binario.

Sistema Decimal

Para comprender el sistema binario, es útil recordar algunos de los fundamentos de la comadecimal .Todos los sistemas de números tienen las mismas tres características: dígitos, base, peso.

Por ejemplo, el sistema decimal tiene las siguientes características:

Diez dígitos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Base 1 0 Potencias de la base de los pesos 10 (1, 10, 100, 1000, ...)

Sistema Binario

El sistema binario tiene las siguientes características:

Dos dígitos: 0, 1 Base 2 Potencias de la base de pesos 2 (1, 2, 4, 8, 16, ...)

El sistema binario tiene una base de 2 y utiliza sólo dos caracteres, 1 y 0. Cada bit estáasociado con una potencia de 2 sobre la base de su posición en el número. Cuanto más a laizquierda, cuanto mayor es la potencia de 2. El número en el extremo izquierdo se conocecomo el bit más significativo o MSB y el número de la derecha-se conoce como la bit menossignificativo o LSB. Un 1 se coloca en una posición en caso de que potencia de 2 sea utilizadaen el número. De lo contrario, un 0 es colocado en una posición.


El proceso de convertir un número binario a uno decimal de igual valor es tan simple comoañadir el valor decimal equivalente para cada posición en el número binario en el que semuestra un 1.

Bits, Bytes y Palabras

Cada posición en un número binario se denomina bit. El número de bits usados pararepresentar los números varía con el dispositivo. Sin embargo, las instrucciones y los datos se agrupan generalmente en bytes y ocho bitsforman un byte. Dos bytes, o sea 16 bits, constituyen una palabra.

Lógica "0, lógica 1

Mientras los PLCs son capaces de detectar y generar analógicamente los valores, loscontroladores programables usan internamente señales que son encendido o apagado. Estosy fuera de las condiciones corresponden a los binarios de los valores de 1 y 0. Por ejemplo, un0 binario, también denominado 0 lógico, puede ser utilizado para indicar que un interruptorestá abierto, y un binario 1 (lógica 1) se puede utilizar para indicar que un interruptor estácerrado.


BCD

Si bien es necesario para los PLCs utilizar los valores binarios, los seres humanos con frecuencia necesitan ver los valores representados en decimal. Como resultado, algunos dispositivos de entrada y salida proporcionan una pantalla decimal, cada dígitodecimal corresponde a cuatro entradas o salidas binarias del PLC. El sistema más comúnusado por la entrada y salida los dispositivos de este tipo se conoce como código binariodecimal (BCD).

Un ejemplo de un dispositivo de BCD es un dispositivo de cuatro dígitos con ruedasgiratorias. Cada rueda giratoria controla cuatro entradas del PLC. Esto significa que para unarueda giratoria de cuatro dígitos, se necesitan 16 entradas.

Debido a que cada rueda giratoria necesita representar los valores decimales del 0 al 9, sólodiez correspondientes valores binarios son necesarios para cada dígito.


Hexadecimal

El sistema hexadecimal es otro sistema utilizado en los PLC. Los diez dígitos del sistemadecimal se utilizan para los primeros diez caracteres del sistema hexadecimal. Las seisprimeras letras del alfabeto son utilizadas para los restantes seis caracteres.

El sistema hexadecimal se utiliza en PLCs, ya que permite la representación de un grannúmero de bits en un pequeño espacio, como en una pantalla de ordenador o deprogramación.

Cada caracter hexadecimal representa a cuatro bits binarios.


Terminología

Desarrollar una comprensión de los PLC requiere del aprendizaje alguna terminología básica.Esta sección ofrece un panorama general de términos comúnmente utilizados con los PLCs,comenzando con los términos sensor y actuador.

Sensores

Los sensores son dispositivos que convierten una condición física en un de la señal eléctricapara su uso por un controlador, como un PLC. Los Sensores están conectados a la entrada deun PLC. Un botón es una ejemplo de un sensor que a menudo está conectado a una entradadel PLC. Una señal eléctrica que indica el estado (abierto o cerrado) del contacto pulsado seenvía desde el pulsador para el PLC.

Actuadores

Los Actuadores son dispositivos que convierten una señal eléctrica desde un controlador,como un autómata, en una condición física. Los actuadores van conectados a la salida delPLC. Un arrancador de motor es un ejemplo de un actuador que a menudo es conectado auna salida del PLC. Dependiendo del estado de la salida del PLC, el arrancador del motorproporciona energía al motor o impide que fluya al motor.

Entradas y Salidas Discretas Las Entradas y Salidas Discretas , también se conocen como Entradas y Salidas Digitales.Son encendidos o apagados. Pulsadores, interruptores, interruptores fin de carrera,interruptores de proximidad, y contactos de relé son ejemplos de dispositivos conectados aentradas dicretas de un PLC.Solenoides, relés y bobinas de contactores, y el indicador de las luces son ejemplos dedispositivos conectados a salidas discretas de un PLC. En la condición on, una entrada discreta o salida se representa internamente en el PLC comoun 1 lógico.


En la condición off, una entrada o de salida discreta se representa como un 0 lógico.

Entradas y Salidas Analógicas

Las Enntradas y Salidas Analógicas son señales continuas y variables en magnitud. Típicas señales analógicas varían desde 0 a 20 miliamperios, de 4 a 20 miliamperios o de 0 a10 voltios. En el siguiente ejemplo, un transmisor de nivel controla el nivel de líquido en un tanque dealmacenamiento y envía una señal analógica a la entrada de un PLC.

Una salida analógica desde el PLC envía una señal analógica a un medidor de panelcalibrado para mostrar el nivel de líquido en el tanque. Otras dos salidas analógicas, no mostradas aquí, están conectados a transductores decorriente a neumática que controlan válvulas neumáticas. Esto permite al PLC controlarautomáticamente el flujo de líquido dentro y fuera del tanque de almacenamiento. CPU

La unidad central de procesamiento (CPU) es un sistema de microprocesador que contiene la memoria del sistema y es la unidad de toma de decisiones del PLC. La CPUcontrola las entradas, salidas, y otras variables y toma decisiones basándose en lasinstrucciones mantenidas en su memoria de programa.


Programación Lógica en Escalera (LAD)

Un programa consiste en instrucciones que realizan determinandas tareas. El grado decomplejidad de un programa de PLC depende de la complejidad del problema, el número ytipo de dispositivos de entrada y salida, y los tipos de instrucciones utilizadas.

La lógica de escalera (LAD) es un lenguaje de programación utilizado con PLCs. La lógica deescalera incorpora funciones de programación que se parecen a los símbolos utilizados enlógica cableada de control.

La línea vertical izquierda de un diagrama de lógica de escalera representa el conductorenergizado. La instrucción de bobina de salida representa el neutro o de retorno del circuito.La línea vertical dereccha, que representa la vía de retorno en una lógica cableada decontrol, se omite. Los Diagramas de lógica de escalera se leen de izquierda a derecha y dearriba a abajo. Los peldaños son a veces denominadas redes. Una red puede tener el controlde varios elementos, pero sólo una bobina de salida.


Lista de Instrucciones y Diagramas de Funciones

Aunque los programas de lógica de escalera son todavía comunes, hay muchos otrasmaneras de programar los PLCs. Otros dos ejemplos comunes son lista de instrucciones ydiagramas de bloques de función.

Lista de instrucciones (STL) incluyen una operación y un operando. La operación a realizar semuestra en la izquierda. El operando, el tema a ser operado, se muestra a la derecha.

Diagramas de bloques de función (FBD) incluyen funciones de forma rectangular con las aportaciones que figuran en la parte izquierda del rectángulo y las salidas se muestranen el lado derecho.

En el siguiente ejemplo, los segmentos de programa realizan la misma función.

Además de LAD, STL, y ETA, otros tipos de lenguajes de programación se utilizan para PLCs.


Cada tipo de programación tiene sus ventajas y desventajas. Factores tales como lacomplejidad de las aplicaciones, los tipos de programación disponible para un modelo de PLCespecífico, y las normas y preferencias del usuario determinan qué tipo de programación seutiliza para una problema.

PLC Scan

El programa del PLC se ejecuta como parte de un proceso repetitivo denominado scan. ElPLC scan inicia la exploración de las entradas por parte de la CPU. A continuación, elprograma de aplicación es ejecutado. Entonces, la CPU realiza el diagnóstico interno y la tareas de comunicación. Por último, la CPU actualiza las salidas. Este proceso se repitemientras la CPU estpe en el mnodo RUN. El tiempo requerido para completar un análisisdepende del tamaño del programa, el número de I / Os, y la cantidad de comunicacionesnecesarias.

Tipos y Tamaños de Memorias

Kilo, abreviado k, se refiere normalmente a 1000 unidades. Cuando se habla sobre lacomputadora o la memoria del PLC, sin embargo, 1k significa 1024. Esto es por el sistema denúmeros binarios (210 = 1024). 1k puede referirse a 1024 bits, bytes, o palabras, dependiendodel contexto.

Memoria de Acceso Aleatorio (RAM) es la memoria que permite que los datos se escriban y lean desde cualquier dirección (ubicación). La RAM se usa como un área de almacenamiento temporal. La Memoria RAM es volátil, lo que significa que los datos almacenados en la RAM se pierden si se desconecta la energía. Se necesita unabatería para evitar perder datos en caso de pérdida de energía.


Memoria de sólo lectura (ROM) es un tipo de memoria para proteger los datos o programas deaccidente de borrado. Los datos originales almacenados en la memoria ROM se pueden leer,pero no cambiar. Además, la memoria ROM es no volátil. Esto significa que la información nose pierde como resultado de una pérdida de la de energía eléctrica. ROM se utilizanormalmente para almacenar los programas que definen las capacidades de los PLC.

Programable y borrable memoria de sólo lectura (EEPROM) proporciona un nivel de seguridad contra los no autorizados o no deseados cambios en unprograma. EPROM están diseñados para que los datos almacenada en ellos puede leerse,pero no alterarse fácilmente. Cambio Datos EPROM requiere un esfuerzo especial.UVEproms (ultravioleta Erasable Programmable Read Only Memory) sólo puede ser borrado con una luz ultravioleta. EEPROM (electrónicamente borrable Programmable Read OnlyMemory), sólo puede ser borrado por vía electrónica.

Software, Hardware y Firmware

Software es el nombre dado a las instrucciones del ordenador independientemente dellenguaje de programación. Esencialmente, el software incluye las instrucciones o programasque el hardware ejecuta. El hardware es el nombre dado a todos los componentes físicos de un sistema. El PLC, eldispositivo de programación, y el cable de conexión son ejemplos de hardware. El firmware es un software de usuario o aplicación específico grabado en EPROM yentregados como parte del hardware. Firmware da al PLC su funcionalidad básica.

Todo Junto

La memoria de usuario de un PLC, como el PLC S7-200 se muestra en la la siguienteilustración, incluye espacio para el programa de usuario como lugares de memoriadireccionable para el almacenamiento de datos. La cantidad de programas y el espaciodispone de datos depende del Modelo de la CPU. El programa espacial de usuario almacena las instrucciones que se ejecutan repetidamentecomo parte de la exploración del PLC. El programa de usuario es desarrollado utilizando undispositivo de programación, tales ordenador (PC) con el software de programación, y luegocargados en la memoria del programa de usuario del PLC. Una gran variedad de ubicaciones de memoria direccionable se utilizan para elalmacenamientode datos que está disponible para el programa de usuario. Entre otras cosas,esto incluye las ubicaciones de memoria para datos variables, entradas y salidas discretas,entradas y salidas analógicas, temporizadores, contadores, los contadores de alta velocidad,etc


Requisitos Básicos

A lo largo de este curso va a usar el PLC S7-200 para ejemplos concretos de los conceptos dePLC. El PLC S7-200 se utiliza para este fin por su facilidad de uso y gran difusión. Las partidas que figuran en la siguiente ilustración se necesitan para crear o cambiar laprogramación de un S7-200. El programa es creado con el software de programación STEP 7-Micro/WIN, que se ejecuta en un equipo basado en Windows (Win2000, Windows XP o unsistema operativo superior). Un cable especial es necesario cuando una computadora personal se utiliza como de undispositivo de programación. Dos versiones de este cable están disponibles. Una versión, llamada RS-232/PPI Multi-Master Cable, conecta a un ordenador personal RS-232 de interfaz con el PLC Conector RS-485.


La otra versión, llamada / USB Multi-PPI Master Cable, conecta la interfaz de un ordenadorpersonal USB de a RS el PLC-485 conector.


Programación de un PLC

STEP 7-Micro/WIN32 es el software utilizado con el PLC S7-200 para crear un programa deusuario. Los programas hechos con STEP 7-Micro/WIN consisten en una serie deinstrucciones que deben ser dispuestas en una orden lógico para obtener la operación delPLC.

STEP 7- MicroWIN se puede ejecutar fuera de línea o en línea. Programación fuera de línea lepermite al usuario editar el programa y realizar una serie de tareas de mantenimiento. El PLC no necesita ser conectado al dispositivo de programación en este modo.

La programación en línea requiere que el PLC pueda conectarse al dispositivo deprogramación. En este modo, los cambios de programa se descargan en el PLC. Además, elestado de la entrada / salida de elementos pueden ser controlados. La CPU puede seriniciada, detenida, o reestablecida.

El PLC S7-200 dispone de dos conjuntos de instrucciones, SIMATIC y IEC 1131-3. El conjunto de instrucciones SIMATIC fue desarrollado por Siemens antes de la adopción de la norma IEC 1131-3. El conjunto de instrucciones IEC 1131-3 fue adoptado por la Comisión Internacional Electrotécnica (IEC) para proporcionar uncomún enfoque para la programación de PLC. El conjunto de instrucciones IEC 1131-3a menudo es preferido por los usuarios que trabajan con los PLCs de múltiples proveedores.

STEP 7-Micro/WIN tiene tres editores para el desarrollo del programa, uno para cada uno delos tipos de programación disponibles:

• lógica de escalera (LAD)

• lista de instrucciones (STL)• diagrama de bloques de función (FBD).

El editor STL es a menudo preferido por los programadores con experiencia debido a lasimilitud de los programas de STL con lenguajes en ensamblador. Sin embargo, el editor deSTL sólo puede ser utilizado con el conjunto de instrucciones de SIMATIC. Tanto los editoresLAD y FD se pueden utilizar con cualquier conjunto de instrucciones. A través de este curso,aunque otros tipos de instrucciones de vez en cuando se se mostrará, se hará hincapié en lasinstrucciones SIMATIC LAD.

Símbolos Lógicos de Escalera

La lógica de escalera de los PLCs se compone de un conjunto de símbolos que representaninstrucciones. La comprensión de estos símbolos básicos es esencial para comprender elfuncionamiento del PLC.


Contactos

Uno de los aspectos más confusos de la programación de PLC para usuarios es la relaciónentre el dispositivo que se controla, el bit de estado y la función de programación que utiliza elbit de estado.Dos de las funciones de programación más comunes son:

• contacto normalmente abierto (NO)

• contacto normalmente cerrado (NC).

Simbólicamente, fluye energía a través de estos contactos cuando estén cerrados.

El contacto normalmente abierto (NO) se cierra cuando el bit de estado de la entrada o salida,controla el contacto 1.El contacto normalmente cerrado (NC) se cierra cuando el bit de stado de la entrada o salidaque controla el contacto es 0.

Bobinas

Las Bobinas representan relés que se activan cuando la energía fluye a ellos. Cuando seactiva una bobina, su salida cierra un circuito al cambiar el bit de estado que la controla a 1.Ese mismo bit de estado de salida se puede usar para contactos NO y NC en el resto delprograma.

Cajas

Las Cajas representan diversas instrucciones o funciones que se ejecutan cuando la energíafluye a la caja. Cuadro de funciones típicas incluyen temporizadores, contadores, y las


operaciones matemáticas.

Entrada de Elementos de Control

Los elementos de control se introducen en el diagrama de escalera (LAD) colocando el cursory seleccionando el elemento de una lista. En el siguiente ejemplo el cursor se ha colocado en el la posición a la derecha de I0.2. Unabobina fue seleccionada de un menú desplegable e insertada en esta posición.

Operación AND

Cada escalón o red en una escalera representa una operación lógica. En el ejemplo siguiente se muestra una programación operación AND. Dos contactos y una


bobina de salida se colocan en la red 1. Se les asigna direcciones I0.0, I0.1, y Q0.0,repectivamente. Tenga en cuenta que en la lista de instrucciones (STL) de una nueva operación lógica,siempre empieza con una instrucción de carga (LD). En este ejemplo I0.0 (entrada 1) y (A en la lista de declaración) I0.1 (entrada 2) debe ser cierto para de Q0.0 salida (salida 1)para ser verdad. Esta misma lógica también es se muestra en un diagrama de bloques defunción.

La siguiente tabla de verdad representa el estado de la salida para cada combinación deestados de entrada.


Operación OR (O)

En este ejemplo, una operación OR se utiliza en la red 1. En el siguiente ejemplo, sicualquiera I0.2 (entrada 3) o (O en la lista de instrucciones) I0.3 (entrada 4), o ambas cosasson ciertas, entonces la salida Q0.1 (salida 2) es cierto.

La siguiente tabla de verdad representa el estado de la salida de de cada combinación de


estados de entrada.

Prueba de un Programa

Una vez que un programa se ha escrito, debe ser probado y depurado. Una manera en que sepuede hacer es simular las entradas con un simulador de entrada, como la realizada para el PLC S7-200. El programa es primero descargado desde el dispositivo de programación a la CPU. Elselector está situado en la posición RUN. Los interruptores se operan y la indicación resultante se observa en los indicadores de estadode la salida.

Estado de Contactos y Bobinas

Después de que un programa se ha cargado y se ejecuta en el PLC, el estado actual de loselementos de escalera pueden ser monitoreados utilizando STEP 7 Micro / software WIN.

Por ejemplo, en la siguiente ilustración, el interruptor de palanca controla el bit de estado I2.1.Mientras el interruptor está abierto, el bit de estado I2.1 es 0. El bit de estado I2.1 controla elcontacto normalmente abierto I2.1. Debido a que el bit de estado I2.1 está en estado lógico 0,la función de contacto normalmente abierta está abierta y no fluye energía a la bobina Q3.1.Como resultado, el bit de estado de Q3.1 sigue siendo un 0 lógico y Q3.1 está apagado.


Cuando el interruptor se cierra, el punto de entrada I2.1 se enciende y cambia de estado auna lógica 1. Esto hace que el contacto normalmente abierto I2.1 se cierre y active la bobinaQ3.1. Tenga en cuenta que un contacto cerrado y una bobina que está activadaa se muestraresaltada en el programa. Cuando la bobina Q3.1 se enciende, el bit de estado de Q3.1 va auna lógica 1 y el punto de salida de Q3.1 pase a ON. Esto hace que la lámpara se encienda.

Forzar

Forzar es otra herramienta útil en la puesta en marcha y mantenimiento de un sistema PLC.Forzar reemplaza una o más bits de estado de entrada o de salida, provocando que sequeden en la lógica de un 0 o 1 lógico.

Por ejemplo, en la siguiente ilustración, el interruptor está abierto. En circunstancias normales,el interruptor podría estar cerrado para encender la lámpara. Sin embargo, si el bit de estadoI2.1 se fuerza a una lógica 1, la lámpara encenderá, siempre y cuando el programa estéfuncionando correctamente y no hay problemas de cableadoo hardware. Del mismo modo, elestado del bit Q3.1 puede ser forzado a una lógica 1 para encender la lámpara.


El Forzado es útil no sólo para probar y depurar programas y el hardware durante el arranque,sino también para solucionar problemas de los sistemas con problemas.

La siguiente tabla muestra el aspecto del diagrama de escalera los elementos con el estadode los bits asociados en el encendido, apagado, forzado, y expulsados de las condiciones.


Entradas / Salidas Dicretas

Ejemplo de Arranque de un Motor

Si bien la aplicación de la lámpara anterior es útil para explicar el funcionamiento básico delPLC, una más práctica, y sólo ligeramente más compleja aplicación, es el control de arranquey parada de un motor de corriente alterna. Antes de examinar la aplicación de PLC, en primer lugar considemos un enfoque cableado.

El diagrama siguiente muestra cómo un pulsador normalmente abierto y un pulsadornormalmente cerrado pueden ser conectados para controlar un motor AC de tres fases.

En este ejemplo, una bobina de arranque de motor (M) está conectada en serie con unpulsador normalmente abierto de START, un pulsador normalmente cerrado de STOP y unrelay de sobrecarga OL.


El pulsado momentáneo del botón START completa la ruta para energizar el arrancador delmotor (M). Esto cierra los contactos asociados M y Ma (contacto auxiliar situado en elarrancador del motor). Cuando el botón START es liberado, fluye corriente a través del botónSTOP y el contacto Ma y se mantiene activa la bobina de M.

El motor funcionará hasta que el botón normalmente cerrado STOP se presiona, a menos queel relé de sobrecarga (OL) abra los contactos. Cuando se pulsa el botón STOP, se interrumpe el flujo de corriente, se abren los contactosasociados M y Ma, y el motor se para.. Control de Motores por PLC

Esta aplicación de control de motor también se puede lograr con un PLC. En el ejemplosiguiente, un pulsador START normalmente abierto está conectado a la primera entrada (I0.0),un pulsador STOP normalmente cerrado de está conectado a la segunda entada (I0.1), y unrelé de sobrecarga normalmente cerrado (parte del motor de de arranque) se conectan a latercer entrada (I0.2). Estas entradas son utilizados para controlar los contactos normalmenteabiertos en una lógica de escalera programado en el PLC.

Inicialmente, el estado del bit I0.1 está en estado lógico 1, porque el pulsador de paro (NC)está cerrado. El estado del bit I0.2 está en estado lógico 1, porque el relay normalmentecerrado (NC) de sobrecarga (OL) está cerrado. El bit de estado I0.0 está en estado lógico 0,debido a que el pulsador de marcha normalmente abierto no ha sido presionado. El contacto normalmente abierto de salida Q0.0 también está programado en la Red 1 comoun contacto de cierre. Con esta red simple, energizar la bobina Q0.0 de salida es necesariopara encender el motor.


Operación del Programa

Cuando se pulsa el botón de Inicio, la CPU recibe un 1 lógico de la entrada I0.0. Esto haceque el contacto I0.0 se cierre. Las tres entradas están ahora en estado lógico 1. La CPU envíaun 1 lógico a la salida Q0.0. El arrancador del motor se activa y el motor arranca.

La salida de Q0.0 es ahora un 1. En el siguiente lazo, se resuelve el contacto normalmenteQ0.0, el contacto se cierra y Q0.0 se quedará en ON incluso si el botón de Inicio es liberado.

Cuando se pulsa el botón de STOP, la entrada I0.1 se hace 0, I0.1 abre el contacto, la bobinaQ0.0 se desactiva, y el de motor se apaga.


Agregando Indicadores Luminosos RUN y STOP

La aplicación puede ser fácilmente ampliada para incluir luces indicadoras de marcha yparada. En este ejemplo, un indicador luminoso de estado RUN está conectado a la salidaQ0.1 y un indicador de STOP está conectado a la salida Q0.2.

La lógica de escalera para esta aplicación incluye un contacto normalmente abierto Q0.0conectado en la red 2 a la bobina de salida Q0.1 y un contacto normalmente cerrado Q0.0conectado en la red 3 a la bobina de salida Q0.2. Q0.0 Cuando Q0.0 está en OFF, el contactonormalmente abierto Q0.0 de la red 2 se abre y el indicador RUN se apaga. Al mismo tiempo,el contacto normalmente cerrado Q0.0 está cerrado y el indicador STOP está encendido.

Cuando se pulsa el botón Inicio, el PLC arranca el motor. La salida Q0.0 está en ON. El contacto normalmente abierto Q0.0 en la Red 2 está ahoracerrado y el indicador RUN está encendido. Al mismo tiempo, el contacto normalmentecerrado Q0.0 en la red 3 se abierto y la luz indicadora de STOP conectada a la salida Q0.2 seapaga.


Adición de un Interruptor Final de Carrera

La aplicación puede ser ampliada mediante la adición de un interruptor final de carrera. Elinterruptor final de carrera puede ser utilizado en este proyecto para una variedad defunciones. Por ejemplo, el interruptor final de carrera podría ser utilizado para detener el motoro evitar que el motor arranque. En este ejemplo, el interruptor final de carrera está asociado con una puerta de acceso almotor o a sus equipos asociados. El interruptor final de carrera está conectado a la entradaI0.3 y controla un contacto normalmente abierto en el programa. Si la puerta de acceso estáabierta, el interruptor final de carrera LS1 está abierto y el contacto normalmente abierto I0.0también está abierto. Esto evita que el motor de arranque.

Cuando la puerta de acceso está cerrada, el LS1 está cerrado y el contacto normalmenteabierto I0.3 también está cerrado. Esto permite que el motor arranque cuando se presiona elbotón START.


Futuras Expanciones

El programa del PLC puede ser ampliado para adaptarse a una amplia variedad deaplicaciones comerciales e industriales.

Los pulsadores Start / Stop, selectores, luces indicadoras, y columnas de señalización sepuede añadir. Arrancadores de motor se puede añadir para el control de motores adicionales.Más de interruptores de límite de carrera se puede añadir junto con los interruptores deproximidad para la detección deposición de objetos. Varios tiposde relés se puede añadir paraampliar gran variedad dedispositivos a controlar.

Cuando sea necesario, sepuede añadir módulos deexpansión para aumentar elnúmero E / S. Las aplicacionessólo están limitadas por elnúmero de E / S y la cantidadde memoria disponible para elPLC.


Entradas y Salidas Analógicas

Muchos PLCs trabajan también con dispositivos de E / S analógicas. Dispositivos analógicostrabajan con señales que son continuamente variables en magnitud dentro de un determinado rango, tales como de 0 a 10 VDC o de 4 a 20 mA.

Las señales analógicas se utilizan para representar magnitudes variables, tales comovelocidad, variación de flujo, temperatura, peso, nivel, etc. Con el fin de procesar una entradade este tipo, el PLC debe convertir la señal analógica en un valor digital. El PLC S7-200convierte cada entrada analógica de tensión o de corriente en un valor digital de 12-bit.

Los valores digitales de las entradas analógicas se almacenan en memoria direccionable parasu uso por el programa de usuario. Del mismo modo, el programa del usuario puede colocarvalores digitales en la memoria direccionable para la conversión a valores analógicos para lassalidas analógicas designadas.

El único nodel de CPU S7-200 con E / S analógicas a bordo es la CPU 224XP, que tiene 2entradas analógicas y 1 salida analógica. Sin embargo, puntos analógicos de E / S pueden agregarse mediante la expansión pormódulos para cualquier otra CPU excepto la CPU 221. La CPU 222 permite a 2 módulos deexpansión y el resto de las CPUs permiten 7 módulos de expansión.

Los módulos de expansión están disponibles con 4 u 8 entradas analógicas, 2 ó 4 salidasanalógicas, o 4 entradas analógicas y 1 salida analógica. Además, los módulos de expansiónestán disponibles para su uso con termocuplas, que sensan la temperatura en un puntoespecífico de una máquina o proceso.


Ejemplo de Entradas Analógicas

Las entradas analógicas se puede utilizar para una variedad de propósitos. En el siguiente ejemplo, un indicador está conectado a una célula de carga. Una célula de carga esun dispositivo que genera una tensión proporcional a la fuerza aplicada.

La célula de carga en este ejemplo convierte un valor de peso de 0 a 50 libras en un valoranalógico de 0 a 10 VDC. La señal de la celda de carga de 0 a 10 VDC se conecta a unaenyrada analógica de un PLC S7-200.

El valor analógico aplicado al PLC se puede utilizar en diferentes maneras. Por ejemplo, elpeso actual puede ser comparado con el peso deseado para un paquete. Entonces, como semueve el paquete de sobre una cinta transportadora, el PLC S7-200 puede controlar unapuerta que redirecciona los paquetes de diferente peso.


Ejemplo de Salida Analógica

Las salidas analógicas de un PLC son a menudo suministradas directa o a través de convertidores de señal o transmisores para controlar las válvulas, instrumentos,unidades electrónicas u otros dispositivos de control que responden a señales analógicas.

Por ejemplo, las salidas analógicas del PLC podría utilizarse para controlar el flujo de líquidoen un proceso mediante el control de dispositivos de AC. En lugar de simplemente controlar los dispositivos de AC concomandos ON u OFF, que

podría llevarse a cabo por salidas discretas, las señales analógicas se pueden utilizar paracontrolar la salida de las unidades de AC. Esto permitiría variar dinámicamente la velocidad delas bombas en respuesta a los cambios en los requerimientos del proceso.


Temporizadores

En un PLC, los temporizadores son funciones del programa que controlan el tiempo ypermiten que los programas de PLC den variadas respuestas dependiendo del tiempotranscurrido.

Circuitos de Tiempo Cableados

Los temporizadores en un programa de PLC, se pueden comparar con circuitos de lógicacableados, como el representado en el diagrama de control siguiente. En este ejemplo, elinteruptor (S1) normalmente abierto (NO) se utiliza con el temporizador (TR1). Cuando S1 secierra, TR1 comienza a contar. Cuando transcurre el tiempo preestablecido del temporizador,TR1 cierra su contacto normalmente abierto TR1 y se enciende la luz piloto PL1. Cuando S1se abre, TR1 se desactiva inmediatamente, el contacto de TR1 se abre y PL1 se apaga.

Este tipo de temporizador se conoce como temporizador de retardo. El término "En la demora" indica que el conteo comienza cuando el temporizador recibe una señal paraactivar. En este ejemplo, eso sucede cuando S1 se cierra. Temporizadores Simatic S7-200

El conjunto de instrucciones LAD del Simatic S7-200 incluye tres tipos de de temporizadores:

• Temporizador con retardo (TON)

• Temporizador con retardo y retención (TONR)

• Temporizador sin retardo (TOF)

Los temporizadores son representados en un programa de escalera del PLC S7-200 porcajas.


Los temporizadores del S7-200 tienen una resolución de 1 milisegundo, 10 milisegundos, o100 milisegundos. Esta resolución parece en la esquina inferior derecha de la caja deltemporizador. Como se muestra en la siguiente ilustración, la resolución y el tipo detemporizador que se puede utilizar depende del número de temporizador. El valor máximo de tiempo que se muestra es para un contador de tiempo único. Mediante la adición deelementos del programa, intervalos de tiempo mayores pueden lograrse.

Temporizador SIMATIC con retardo (TON)

El ejemplo anterior ilustra cómo trabaja un hardware con temporizador de retardo (TON). Lafunción de software correspondiente en el conjunto de instrucciones LAD del Simatic S7-200es el temporizador con retardo (TON).

Después que el temporizador conretardo (TON) recibe un habilitador (lógica 1) en su entrada(IN), una determinada cantidad de tiempo (tiempo predefinido - PT) pasa, ántes de que el elbit del temporizador (T-bit) se enciende. El T-bit es una función lógica interna al temporizador yno se muestra en el símbolo. El temporizador se restablece a cero cuando la entrada va a un 0 lógico.

En el ejemplo de temporizador siguiente, cuando la entrada I0.3 se enciende, se cierra elcontacto I0.3 y comienza el conteo del temporizador T37. El T37 tiene un tiempo de de base


de 100 ms (0,1 segundos). El tiempo predefinido (PT) tiene un valor establecido en 150.Debido a que la resolución del temporizador se establece en 100 ms, el valor predeterminadode 150 es igual a 15 segundos (150 x 100 ms). Por lo tanto, 15 segundos después de que elcontacto I0.3 cierra, el bit del temporizador T37 pasa un 1 lógico, el contacto T37 se cierra, yla bobina de salida Q0.1 y sus puntos asociados se encienden.

Si el interruptor se abre ántes de que haya transcurrido 15 segundos, el temporizador serestablece a 0. Debido a que este tipo de temporizador no conserva el tiempo acumuladocuando su entrada (IN) va a la lógica 0, se dice que es sin retención.

Temporizador SIMATIC con Retardo y Retención

El temporizador SIMATIC con retardo y retención (TONR) funciona de manera similar altemporizador con retardo (TON). Al igual que el temporizador con retardo (TON), eltemporizador con retardo y retención (TONR) mide cuando la habilitación de entrada (IN) estáen 1. Sin embargo, el temporizador conretardo y retención (TONR) no restablece cuando laentrada (IN) es 0. En cambio, el temporizador se debe restablecer con una instrucción Reset(R).

El siguiente ejemplo muestra un temporizador con retardo y retención (TONR) con unaresolución de 100 ms y un valor predeterminado de 150 (15 segundos). Cuando se activa laentrada I0.3, el contacto I0.3 se cierra, y el reloj T5 inicia la temporización. Si, por ejemplo,después de 10 segundos la entrada I0.3 se apaga, el cronómetro se detiene. Cuando laentrada I0.3 se enciende de nuevo, se inicia el cronómetro en 10 segundos. El bit deltemporizador T5 se enciende 5 segundos después de que la entrada I0.3 se cierra porsegunda vez. Cuando el bit del temporizador T5 se enciende, el contacto T5 se cierra, y lasalida Q0.1 se enciende.


La función Reset (R), que se muestra en la red 1, es necesaria para restablecer el tiempoacumulado a cero en el temporizador con retardo y retención (TONR). En este ejemplo, seactiva la función Reset (R) y restablece el temporizador cuando I0.2 se cierra. Esto hace queel contacto T5 se abra y la salida Q0.1 se apague.

Temorizador Sin Retardo SIMATIC

El temporizador sin retardo SIMATIC (TOF), comienza la temporización cuando la entrada (IN)está en OFF. En el ejemplo siguiente, cuando el contacto I1.4 se cierra, el valor actual deltemporizador T33 se establece en 0, el bit del temporizador T33 pasa a 1 inmediatamente,cerrando el contacto T33, y encendiendo la salida Q2.3.

Cuando el contacto I1.4 se abre, el temporizador cuenta hasta que alcanza el tiempopredefinido de 200 ms en este ejemplo. Luego, el bit T33 se apaga, el contacto T33 se abre, yla salida Q2.3 se apaga. Si el contacto I1.4 se ha cerrado de nuevo ántes de que los 200 ms prestablecido transcurran,el valor actual del temporizador de nuevo se fijaría a 0, el bit T33 se mantendría encendido, elcontacto T33 permanecería cerrado, y la salida Q2.3 se mantendría encendida.


Temporizadores IEC 1131-3

No es la intención de este curso cubrir todos las instrucciones del S7-200, pero lasinstrucciones de temporizadores proporcionan una oportunidad para comprender algunas delas diferencias entre el conjunto de instrucciones SIMATIC y el IEC 11 31-3.

Los temporizadores anteriores son temporizadores SIMATIC. El conjunto de instrucciones IEC 1131-3 incluye también tres temporizadores,

• Temporizador con retardo (TON)

• Temporizador sin retardo (TOF)

• Temporizador de pulso (TP)

Las mismas tres resoluciones (1 ms, 10 ms, y 100 MS) están disponibles como para lostemporizadores de SIMATIC, y la resolución está determinado por el número de temporizadorcomo se muestra en el siguiente ilustración.

El temporizador con retardo (TON) comienza midiendo cuando su entrada de habilitación (IN) se enciende. Cuando el tiempo transcurrido (ET) es igual al tiempo prestablecido (PT), eltemporizador se detiene, y la salida (Q) se enciende. El temporizador se restablece, cuando (IN) se apaga.

El temporizador sin retardo (TOF) activa la salida (Q) de inmediato cuando la entrada (IN) seenciende. Cuando (IN) se apaga, se inicia el cronómetro de tiempo. Cuando ET es igual a PT, Q se apaga. El tiempo transcurrido se mantiene hasta la próximavez que (IN) se encienda. Si la entrada (IN) pasa a ON ántes de que ET sea igual a PT, Qpermanece encendido.


El temporizador de pulso (TP) genera pulsos de una duración preestablecida. Cuando (IN) se enciende, Q se enciende, y se inicia el cronómetro de tiempo. Cuando ET es igual a PT, Q se apaga. El tiempo transcurrido se mantiene hasta que (IN) se apaga.


Contadores

Al igual que los contadores mecánicos, las instrucciones de contadpres de los PLCmonitorean los eventos. Ya que cuentan, un contador de instruccion compara un valor deconteo acumulado con un valor preestablecido para determinar cuándo el número deseado seha alcanzado. Los Contadores se pueden utilizar para iniciar una operación, cuando unacuenta se alcance o para evitar que una operación se produzca hasta que el recuento se haalcanzado.

Contadores SIMATIC S7-200

El conjunto de instrucciones LAD del S7-200 SIMATIC incluye tres tipos de de contadores:

• Contador Ascendente (CTU)

• Contador Descendente (CTD)

• Contador Acendente / Descendente (CTUD)

El contador ascendente (CTU) cuenta en forma ascendente de a una unidad cada vez que laentrada (CU) pasa de off a on. Cuando la cuenta acumulada es igual al valor prefijado (PV) elbit del contador (no mostrado) se enciende. El contador sigue contando hasta que el númeroacumulado es igual al valor máximo (32767). Cuando la entrada de reset (R) se enciende o cuando una instrucción de Reset se ejecuta, elrecuento acumulado se restablece a cero y el bit del contador se apaga.

El contador descendente (CTD), cuenta hacia atrás de a uno cada vez que la entrada (CD)pasa de off a on. Cuándo la cuenta llegua a cero, el bits del contador se enciende. Cuando laentrada de carga (LD) se enciende, el contador restablece el valor de conteo al valor prefijado(PV), y el bit del contador se apaga.

El contador ascendente / descendete (CTUD) cuenta hacia adelante de a uno cada vez que laentrada (CU) pasa de off a on y cuenta hacia atrás de a uno cada vez que la entrada (CD)


pasa de off a on. Cuando la cuenta acumulada es igual al valor prefijado (PV), el bit decontador se enciende. Cuando la entrada reset (R) se enciende o cuando una instrucción deReset se ejecuta, la cuenta acumulada pasa a cero y el bit del contador se apaga.

Si la cuenta alcanza el valor positivo máximo (32.767), la siguiente cuenta ascendenteestablece el recuento acumulado a la valor negativo máximo (-32.767). Del mismo modo, si elrecuento alcanza el valor máximo negativo, la siguiente cuenta descendente establece elrecuento acumulado en el valor positivo máximo.

Ejemplo de un Contador Up / Down (CTUD)

Los contadores son instrucciones comunes utilizados para el recuento de una amplia gama deeventos tales como las piezas fabricadas o envasados, artículos procesados, las operacionesde la máquina, etc. Por ejemplo, un contador podría utilizarse para seguir los elementos de uninventario en una zona de almacenamiento.

En el siguiente ejemplo, el contador up / down (CTUD) C48 se pone a cero cuando el contactoI0.2 se cierra. Este evento podría activarse de forma automática o manual para indicar que laubicación de almacenamiento asociada está vacía.

Cuando el contacto I0.0 se cierra, el contador cuenta 1 ascendentemente. Esto podría serdesencadenado por un sensor de proximidad que detecta que un elemento se ha colocado enel lugar de almacenamiento.

Cuando el contacto I0.1 se cierra, el contador de cuenta en 1 descendentemente. Esto podría ser desencadenado por un sensor de proximidad que detecta que un elemento se haquitado de la ubicación de almacenamiento.


En este ejemplo, la ubicación de almacenamiento cuenta con 150 espacios. Cuando elnúmero acumulado llega a 150, el bit del contador se enciende, el contacto C48 se cierra, y lasalida Q0.1 se enciende. Esto podría desencadenar otra lógica en el programa para desviarnuevos ítems a otro lugar hasta que un elemento se elimina de esta ubicación.

Contadores IEC 1131-3

Los contadores anteriores eran los contadores de SIMATIC. El conjunto de isntrucciones IEC11 31-3 también incluye tres contadores. Estos contadores son similares a los contadores deSIMATIC, pero hay algunas diferencias.

Cada contador IEC 1131-3 tiene una salida (Q) y el valor acumulado (CV) en la caja decontador.

El Contador Ascendente (CTU) deja de contar cuando CV es igual al valor prefijado (PV), yactiva la salida Q.

A excepción de los valores CV y Q, el Contador Descendente IEC 11 31-3 (CTD) funcionacomo la versión de SIMATIC. Cuando CV es igual a cero, para de contar, y la salida Q seenciende.

El Contador Up / Down (CTUD) deja de contar ascendentemente cuando CV es igual a PV yenciende la salida QU. CTUD detiene la cuenta atrás cuando CV es igual a cero y enciende lasalida QD.


Instrucciones de Alta Velocidad

Como se indicó anteriormente, los PLC tienen un tiempo de exploración. El tiempo deexploración depende del tamaño del programa, el número de I / Os, y la cantidad decomunicación requerida. Sin embargo, pueden ocurrir en una aplicación que requiera de unarespuesta desde el PLC antes que el análisis del ciclo normalmente se lo permitan. Para estasaplicaciones se pueden usar instrucciones de alta velocidad, tales como los contadores dealta velocidad.

Contadores de Alta Velocidad

Un contador de alta velocidad está representada por dos cajas en la lógica de escalera. Uncuadro es el Contador Definible de Alta Velocidad (HDEF) y la otra caja es el contador de AltaVelocidad (HSC).

Los CPU 221 y CPU 222 soportan cuatro contadores de alta velocidad (HSC0, HSC3, HSC4,HSC5). CPU 224, CPU 224XP, CPU 224XPsi y el CPU 226 soportan seis contadores de altavelocidad (HSC0, HSC1, HSC2, HSC3, HSC4, HSC5).


Contadores Definibles de Alta Velocidad

Los contadores definibles de alta velocidad (HDEF) asigna el modo de operación a uncontador de alta velocidad específico (HSCx). El modo seleccionado define el reloj, la dirección, el inicio y las funciones de reset delcontador de alta velocidad. Los contadores de alta velocidad pueden ser definidos por la cajade definición para operar en cualquiera de los 12 modos disponibles. No todos los contadorespueden operar en todos los modos disponibles, sin embargo. Consulte el S7-200 Manual delSistema para las definiciones para cada contador.

El contador de alta velocidad (HSC) configura y controla un contador de alta velocidadespecífico según el estado de los bits especiales del HSC. El parámetro N especifica elnúmero del contador de alta velocidad. Cada contador tiene entradas dedicadas para relojes, control de dirección, reset, y de inicio, donde estas funciones están disponibles. Ejemplo de Posicionamiento

Posicionamiento es un ejemplo de que una aplicación puede requerir el uso de un contador dealta velocidad. En la siguiente ilustración, dos salidas discetas del PLC (uno para adelante yuno para atrás) controlan el arrancador de motor reversible, que a su vez, controla un motor.

El eje del motor está conectado a un codificador y un tornillo de posicionamiento. Unaplataforma montada en el tornillo de posición se mueve lejos de la posición 0 conforme elmotor gira en la dirección de avance y hacia la posición 0 conforme el motor gira en sentidoinverso dirección. Pulsos del codificador están conectadas a las entradas del PLC asociadoscon un contador de alta velocidad.

En este ejemplo, el contador de alta velocidad está programado para mover la plataforma dela posición 1 a la posición 6 y más tarde volver a la posición 1. Estas posiciones podrían estarasociadas con las operaciones de fabricación realizadas en una pieza montada en la plataforma.

Supongamos, por ejemplo, que el codificador genera 600 pulsos por revolución, y toma 1000


revoluciones del motor para mover la plataforma de una posición a otra, moviendo laplataforma de la posición 1 a la 6 (5 puestos) toma 5000 revoluciones de motor o 30.000revoluciones o impulsos del encoder. En la mayoría de las aplicaciones, la frecuencia de estospulsos es demasiado alta para contarlos sino no están asociados con un contador altavelocidad.

Interrupciones

El PLC S7-200 incorpora instrucciones para uso con las interrupciones. Las interrupciones se utilizan para iniciar un procedimiento específico (tamién llamadosubrutina o rutina de interrupción), cuando ocurre un evento interno o externo. Después deque la rutina de interrupción ha sido ejecutada, se devuelve el control al programa principal.

Tres tipos de interrupciones soportan los PLCs S7-200:

• Interrupciones del puerto de comunicación

• Interrupciones de I / O

• Interrupciones de tiempo

Las interrupciones del puerto de comunicación se utilizan para controlar un puerto decomunicaciones que opere en modo Freeport.

Las interrupciones de I / O se utilizan para responder rápidamente a transiciones I / O, comolas relacionadas con los contadores de alta velocidad o salidas de tren de pulsos.

Las interrupciones basadas en tiempo permiten al programa de usuario ejecutar una rutina deinterrupción de forma cíclica.

Cada uno de estos tipos de interrupciones tiene una prioridad asociada que determina quéinterrupción se procesa en primer lugar en el evento que dos o más interrupciones solicitan aun mismo tiempo. Interrupciones del puerto de comunicación tienen la más alta prioridad y las interrupcionesbasadas en tiempo tienen la prioridad más baja.

Salida de Tren de Pulsos (PTO)

Los PLCs S7-200 tienen dos generadores PTO/PWM que crean un tren de pulsos de altavelocidad o un ancho de pulso modulado. Un generador es asignado a la salida Q0.0 y el otro a la salida Q0.1. Cuando se activa ungenerador, este controla su salida correspondiente.

La salida de tren de pulsos (PTO) se utiliza para proporcionar una serie de pulsos a undispositivo de salida, como al controlador de un motor paso a paso. El PTO proporciona una


salida de onda cuadrada de un número determinado de pulsos de y un ciclo de tiempoespecificado. El número de pulsos puede ser de 1 a 4.294.967.295 pulsos. La salida del PTOtiene un ciclo de trabajo del 50%. Esto significa que el pulso está OFF la misma cantidad detiempo que en ON.

El número de pulsos y el tiempo de ciclo puede ser cambiados con una interrupción. En elejemplo que acompaña, cada pulso es iniciado a 500 ms para OFF y 500 ms para ON.Después de cuatro pulsos, una interrupción ocurre que cambia el tiempo de ciclo a 2segundos, 1 segundo en ON y 1 segundo OFF.

Modulación por Ancho de Pulso (PWM)

La función modulación por ancho de pulso (PWM) ofrece un tiempo de ciclo fijo con un ciclode trabajo variable. Cuando el ancho de pulso es igual a la duración del ciclo, el ciclo detrabajo es del 100% y el salida está activada de forma continua. En el siguiente ejemplo, lasalida tiene inicialmente un 10% ciclo de trabajo (10% ON, 90% OFF). Después de unainterrupción, la salida cambia a un 50% ciclo de trabajo (50% ON, 50% OFF).

La función PWM se puede utilizar para proporcionar un control ajustable o programable detiempo de la máquina. Esto permite variar la operación de la máquina para compensarvariaciones de producto o de desgaste mecánico.

Y Mucho Más

Las instrucciones que aparecen en esta sección son sólo ejemplos de los tipos deinstrucciones disponibles para el PLC S7-200. El pleno conjunto de instrucciones incluye unagama mucho más amplia de capacidades. Consulte el S7-200 Manual del Sistema para obtener información adicional.


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