Mecatrónica II. Tutorial. Programación en Twido Soft para El Módulo de Electro Neumática MiCRO

Transcripción

1 Mecatrónica II Tutorial Programación en Twido Soft para El Módulo de Electro Neumática MiCRO (Versión 0.0 borrador)

2 INTRODUCCIÓN Los módulos de Neumática de MICRO cuenta con 2 electroválvulas 5/2, reacción a resorte ref. 511, una electroválvula 5/2 biestable por impulsos eléctricos ref. 711 y un par de electroválvulas unidas 3/2 normalmente cerradas con mando eléctrico ref. 111 (figura 1), tres cilindros de doble efecto de los cuales cada uno tiene adaptado un detector de limite por proximidad en cada extremo para determinar si el cilindro está en retroceso o en avance, y un cilindro de simple efecto el cual retorna por resorte, y tiene acoplado un sensor final de carrera para determinar el avance (figura 2). Esté módulo también cuenta con cuatro pulsadores que se pueden configurar como NA o NC según la necesidad, y por último un PLC de Telemecanique, modelo Twido, de referencia TWLCDA24DRF (figura 3) el cual es una unidad de base compacta alimentada a 24V CC, con 14 entradas de 24 V CC y 10 salidas de relé de 2 A. Para el manejo de este PLC se hace uso del software Twido Soft V3.2, el cual es un entorno de desarrollo gráfico crear, configurar y gestionar aplicaciones. Para la comunicación entre el computador y el PLC se utiliza un cable serial (figura 4). Figura 1: Electroválvulas módulo MiCRO Figura 2: Cilindros de simple efecto y doble efecto 2

3 Figura 3. PLC Twido TWDLCDA24DRF Figura 4. Conexión PLC-Computador TWIDO SOFT 1. Abrimos el programa Twido Soft, dando click en Inicio/Todos los programas/twidosoft/twidosoft, ó en el icono que aparece en el escritorio después de efectuada la instalación del programa 2. Para crear un archivo nuevo se puede hacer de varias formas: click en Archivo/Nuevo, Ctrl+N ó dar click en la página en blanco que hay en la parte superior de la barra de herramientas al lado izquierdo, con alguna de estas formas nos saldrá una ventana de la siguiente manera (ver Figura 5) 3

4 Figura 5. Archivo nuevo en TwidoSoft Nota: Para la ventana que aparece al dar click en archivo nuevo Gestión de los niveles de funcionamiento, se deja como viene por defecto. 3. Para escoger el modelo en el PLC se va a Hardware/ Cambiar controlador base, y aparece una ventanita como se muestra en la figura 6, en esta escogemos el PLC que estamos utilizando, en este caso el TWLCDA24DRF Figura 6. Selección del controlador base Nota: también se puede cambiar el controlador base en la parte izquierda del programa, abajo del título del proyecto se puede observar que está la referencia de un PLC, si se le da click derecho a esta aparecerá Cambiar controlador base como primera opción. 4. Para comenzar a hacer el proyecto en lenguaje Ladder, se hace uso de la ventana de visualización Ladder Logic (ver figura 7) y se le da click al icono insertar como se ve en la Figura 8. 4

5 Figura 7. Elementos del visualizador del Ladder logic Figura 8. Botón Insertar. 5. Para comenzar a realizar el programa, en la ventana Editor de Ladder Logic aparecen determinados elementos (ver figura 9) los cuales se van a explicar a continuación dependiendo de la letra correspondiente (Se hará más énfasis en los bloques de función predefinidos). 5

6 Figura 9. Elementos del editor Ladder Logic a) Sirve para seleccionar algún elemento dentro del editor ladder Logic b) Contacto normalmente abierto: Establece contacto cuando el objeto de bit de control está en estado 1. c) Contacto normalmente cerrado: Establece contacto cuando el objeto de bit de control está en estado 0 d) Contacto de flanco ascendente: Flanco ascendente: detecta el cambio de 0 a 1 del objeto de bit de control. e) Contacto de flanco descendente: Flanco descendente: detecta el cambio de 1 a 0 del objeto de bit de control. f) Conector Horizontal: Conecta en serie los elementos gráficos de prueba y acción entre dos barras potenciales. g) Conector inferior: Conecta los elementos gráficos de prueba y acción de forma paralela h) Eliminar contacto inferior i) Actividad del conector horizontal: lleva el ultimo conector hasta la bobina de la misma línea 6

7 j) Bloque de comparación: Los bloques de comparación permiten tomar decisiones en una aplicación en función a la relación entre dos operandos. Las opciones de comparación entre operandos son las siguientes: > Prueba si el operando 1 es superior al operando 2 > = Prueba si el operando 1 es superior o igual al operando 2 < Prueba si el operando 1 es inferior al operando 2 < = Prueba si el operando 1 es inferior o igual al operando 2 = Prueba si el operando 1 es igual al operando 2 < > Prueba si el operando 1 es diferente al operando 2 Estos bloques de comparación funcionan como contactos normal abierto que se cierran sólo cuando se cumple la condición declarada en el bloque. Ejemplos: Figura 10. Comparación entre dos palabras de memoria (%MWi) En este caso se enciende la salida %Q0.0 sólo cuando el contenido de la %MW0 es mayor al contenido de la palabra %MW1. Figura 11. Comparación entre una palabra de memoria y un valor inmediato decimal En este caso se enciende la salida %Q0.0 sólo cuando el contenido de la %MW3 es igual que 34 Figura 12. Comparación entre una palabra de memoria y un valor inmediato hexadecimal 7

8 En este caso se enciende la salida %Q0.0 sólo cuando el contenido de la %MW2 es menor o igual al número hexadecimal FF. Figura 13. Comparación entre el valor de un temporizador y un valor de comparador En este caso se enciende la salida %Q0.0 siempre que el valor actual del timer %TM0 sea diferente al contador %C0. k) Bobina: El objeto de bit asociado toma el valor del resultado del área de prueba l) Bobina negada: El objeto de bit asociado toma el valor del resultado inverso del área de prueba m) Restablecer bobina (Reset): El objeto de bit asociado se establece en 0 cuando el resultado del área de prueba es 1. n) Establecer Bobina (Set): El objeto de bit asociado se establece en 1 cuando el resultado del área de prueba es 1 o) Llamado de subrutina o salto: Se conecta a una instrucción etiquetada ubicada delante o detrás p) Bloque de operación: Los bloques de operación permiten implementar asignaciones y operaciones aritméticas, así como funciones de comunicación. _Operación de asignación: Esta operación permite que el contenido de una estructura de memoria sea pasado a otra. Se implementa con el bloque de operación que encuentra en el icono La sintaxis de la asignación es := _Operaciones aritméticas: Permiten realizar una operación aritmética entre dos operandos o con un operando y un valor inmediato. + suma de dos operandos - resta de dos operandos * producto de dos operandos / división de dos operandos REM resto de la división de dos operandos SQRT raíz cuadrada de un operando INC incremento de un operando DEC decremento de un operando q) Temporizador (%TMi): El PLC Twido admite hasta 32 temporizadores. Los temporizadores tienen una entrada y una salida lógicas vinculadas por un tiempo. 8

9 Figura 13. Temporizador Asociado a un temporizador se encuentran algunos parámetros y registros, como se muestra a continuación: %TMi Número del temporizador, puede ser desde 0 a 63. TB Base de tiempo, debe elegirse entre: 10 ms, 100 ms, 1 s y 1 mn. %TMi.V Valor actual del temporizador. Es un registro residente en la memoria del PLC que indica el valor del tiempo transcurrido a cada instante. %TMi.P Valor de preselección. Es un número entero positivo entre 0 y 9999 definido por el usuario que multiplicado por la base de tiempo (TB) determina el tiempo del timer. %TMi.Q Bit de salida del temporizador. Reside en la memoria del PLC y representa a la salida Q del timer. En la figura 14 se muestra la ventana de configuración del temporizador. Figura 14. Configuración del temporizador r) Contador (%Ci): El PLC Twido admite hasta 16 contadores. Los contadores tienen cuatro entradas y tres salidas lógicas asociadas a la cuenta de eventos. 9 Figura 15. Contador

10 Asociado a un contador se encuentran algunos parámetros y registros, como se muestra a continuación: %Ci Número del contador, puede ser desde 0 a 31. %Ci.P Valor de preselección del contador (set point). Debe estar entre 0 y El contenido de este registro lo define el usuario. %Ci.V Valor actual del contador. Es un registro residente en la memoria del PLC que indica la cantidad de eventos registrados por el contador a cada instante. R Entrada de reset. Sirve para enviar a cero la cuenta del contador. S Entrada de set. Sirve para ubicar la cuenta del contador en el valor de preselección (set point). CU Entrada de cuenta ascendente. Un flanco ascendente aumenta la cuenta del contador. CD Entrada de cuenta descendente. Un flanco ascendente disminuye la cuenta del contador. E Salida de rebasamiento hacia abajo. El bit %Ci.E se activa cuando la cuenta está en cero y aparece un pulso en la entrada CD. D Salida de set point alcanzado. El bit %Ci.D se activa cuando la cuenta del contador alcanza el set point almacenado en %Ci.P. F Salida de rebasamiento hacia arriba. El bit %Ci.F se activa cuando Figura 16. Ventana de configuración del contador s) Paleta de Ladder ampliada: contiene instrucciones especiales a las que no se puede acceder desde la barra de herramientas de la paleta de Ladder: _ Contactos especiales _ Bloques de función especiales _ Bobinas especiales Para insertar una instrucción especial desde la paleta de Ladder ampliada, con el editor de Ladder Logic abierto, siga estos pasos: _Seleccionar la paleta de Ladder ampliada señalándola y haciendo clic con el botón izquierdo del ratón en el último botón de la sección intermedia de la paleta de Ladder o pulsando las teclas Mayús + F12. _Se abre el cuadro de diálogo Paleta de Ladder ampliada. 10

11 _Seleccionar una instrucción en la paleta de Ladder ampliada pulsando el tabulador varias veces o haciendo clic con el ratón hasta que se resalte la instrucción deseada. Pulsar Intro para seleccionar la instrucción resaltada. El cuadro de diálogo Paleta de Ladder ampliada se cerrará. _Hacer clic con el botón izquierdo del ratón o pulsar la barra espaciadora para insertar el contacto. Con ayuda del ratón, el contacto se desplaza hasta la celda seleccionada. Por el contrario, con ayuda de la barra espaciadora, el contacto se desplaza hasta la celda seleccionada previamente. Para seleccionar una celda, es necesario elegir las herramientas de selección (icono de flecha) y hacer clic con el botón izquierdo del ratón en la ubicación de la celda deseada con ayuda de las flechas. Nota: Hay que tener en cuenta que a cada escalón (RUNG) abarca hasta 7 líneas en lenguaje ladder y que si se va a utilizar un bloque especial, este abarcaría un escalon entero para el. Si el escalón (RUNG) utilizado se llena se continúa con el siguiente y así sucesivamente hasta su límite. 6. Utilice el Editor de símbolos para crear y gestionar los símbolos utilizados en un programa. El Editor de símbolos puede visualizarse en los modos online y offline, pero no está disponible en el modo Supervisar. La tabla de símbolos se compone de columnas para símbolos, comentarios y direcciones, organizados como una hoja de cálculo con filas para definir los símbolos individuales. Figura 17. Editor de símbolos Para ir al editor de símbolos se va a la barra de herramientas Programa/Editor de símbolos, y aparecerá el recuadro de la figura 17, en la cual le colocamos los nombres a los símbolos (Entradas, salidas, temporizadores, contadores, etc) y a su derecha le asignamos la dirección correspondiente. Figura 18. Formato para las direcciones de entrada, salida y marcas del PLC 11

12 7. Después de realizado el programa, antes de programarlo se debe validar, y esto se hace dando click en el chulito Aceptar herramientas del Editor de Ladder Logic. que hay en la barra de 8. Estando todo en orden y sin ningún error, se procede a conectar el PLC con el Autómata Programable, para esto: a) Se verifica el puerto serial al cual está comunicado el PLC para esto se va al menú principal a Autómata/Seleccionar una conexión/comx (en la mayoría de los casos es COM1) b) Seleccionar en el menú principal Autómata/Transferir PC Autómata. Esto también se puede hacer dándole click al botón conectar, el cual mostrará un letrero con Transferir PC Autómata, al cual se le da aceptar y se comienza a hacer la transferencia al PLC. 9. Para la simulación que se hace luego de conectar el Computador con el PLC se da click en, se observará en el programa ladder que cuando una variable está activada se resaltara el símbolo, facilitando el seguimiento del programa. Nota: si se desea desconectar el PLC del Computador, ya sea para modificar el programa o para terminar una tarea, se da click en. 12

13 ANEXO 1. EJEMPLO DE PROGRAMACION PASO A PASO Ventana del Editor de Ladder Logic A continuación se muestra un ejemplo de la ventana del Editor de Ladder Logic. Cada rango tiene 7 escalones para la programación, si por ejemplo el rango 0 se ha llenado se continua el programa en el rango 1, luego si se llena este se continua con el rango 2 así sucesivamente hasta su límite. Utilice el Editor de símbolos para crear y gestionar los símbolos utilizados en un programa. El Editor de símbolos puede visualizarse en los modos online y offline, pero no está disponible en el modo Supervisar. La tabla de símbolos se compone de columnas para símbolos, comentarios y direcciones, organizados como una hoja de cálculo con filas para definir los símbolos individuales. Ventana del Editor de símbolos A continuación se muestra un ejemplo de la ventana del Editor de símbolos 13

14 El cuadro de diálogo Examinador de objetos se utiliza para insertar o editar símbolos cuando utilice el editor de símbolos. Cuadro de diálogo Examinador de objetos La pantalla siguiente es un ejemplo del cuadro de diálogo Examinador de objetos. Entradas %I0.0 %I0.1 %I0.2 Hasta limite PLC Salidas %Q0.0 %Q0.1 %Q0.2 Hasta limite PLC Marcas %M0 %M1 %M2 Hasta limite PLC Creación de programas Ladder Un programa escrito en lenguaje Ladder está formado por redes de elementos gráficos unidos que se organizan en escalones que el controlador ejecuta de forma secuencial. Un diagrama Ladder es una representación gráfica de un programa Ladder similar a un diagrama lógico de relé. Cada escalón está formado por una red de elementos gráficos unidos que se organizan en un reticulado de programación que comienza con una barra potencial a la izquierda y finaliza con otra a la derecha. Elementos gráficos Los elementos gráficos representan: Entradas y salidas del controlador, como sensores, botones y relés. Operaciones aritméticas, numéricas y de comparación. Funciones de sistema predefinidas, como temporizadores y contadores. Variables internas del controlador, como bits y palabras. 14

15 Escalones Cada escalón está formado por: Una cabecera de escalón que indica la función del escalón. Un reticulado de programación de celdas con un máximo de siete filas y once columnas. Las dimensiones de una celda son una fila de alto por una columna de ancho. Los elementos gráficos se insertan en el reticulado y se unen mediante líneas conectoras horizontales y verticales. Área de prueba Contiene las condiciones que se han de probar a fin de realizar acciones. Está formada por las columnas 1 a 10 y contiene contactos, bloques de función y bloques de comparación. Área de actividad Contiene la salida u operación que será realizada según sean los resultados de las pruebas llevadas a cabo en el área de prueba. Está formada por las columnas 9 a 11 y contiene bobinas y bloques de operación. Barra de herramientas de la paleta de Ladder Logic La barra de herramientas de la paleta de Ladder Logic consta de tres secciones: 1. Sección izquierda: contiene botones para elementos de prueba, como entradas y bloques de comparación. 2. Sección intermedia: contiene el botón de acceso directo a la paleta de Ladder ampliada, además de botones para elementos de acción como salidas, bloques de operación, instrucciones de salto/subrutina y bloques de función de temporizador y contador. 3. Sección derecha: muestra el nombre del elemento gráfico seleccionado actualmente en la paleta de Ladder Logic o en la paleta de Ladder ampliada. 15

16 En le visualizador de ladder logic, clic en 16

17 Creamos el inicio para programar Dirección en que se debe programar. Se crea un programa simple En la entrada I0.0 del PLC se activa, se activa la marca M0 y el contacto de la marca M0 se cierra y hace activar la salida Q0.0 del PCL Damos clic en el chulo Aceptar para verificar que no hayan errores y luego se guarda el programa. 17

18 18

19 Luego de guardado conectamos la PC con el PLC, esto hace que se descargue el programa al PLC. Verificamos la conexión del PC al PLC primero. Clic ->Archivo ->Preferencias Acá se verifica en que puerto está conectado el PLC Luego de verificar el puerto Clic en conectar Clic en conectar PC a Automata 19

20 El programa se trasfiere y luego se le da clic en cuando este de color negro, no gris como en la imagen. Nos sirve para visualizar en pantalla del PC como las entradas, marcas y salidas se van activando. 20

21 ANEXO 2. SENSORES Y CONECTORES Sensor final de carrera - magnético Figura 1. Sensor inductivo. Este sensor que al detectar el embolo del pistón que es metálico genera un campo electromagnético cierra un interruptor que se encuentra entre sus terminales. Entradas digitales PLC Común Entradas Figura 2. Entradas y salidas del PLC 21

22 Figura 3. Entradas PLC Las entradas digitales están compuestas por dos terminales uno común a todos q es el COM, este puerto define el nivel de voltaje de referencia es decir que si queremos que se active una entrada ante un estado alto (24Vdc) es necesario conectar a tierra dicho COM. Si se desea conectar un sensor de conmutación como los previamente mencionados se conecta en uno de sus extremos a 24Vdc y en el otro extremo a la entrada del PLC. Salidas digitales Suministro de voltaje Salidas Figura 4. Salidas digitales En este caso la salidas del PLC generan la misma señal de salida que la presente en los COM, es decir, si se requiere una señal de salida de 24Vdc en el estado alto de la salida del PLC; si se utiliza para conmutar las bobinas de las electroválvulas uno de los terminales va a la salida del PLC y el otro a tierra. 22