PLC S7-300 PROGRAMACIÓN POR BLOQUES

Transcripción

1 PROGRAMACIÓN S7-300 PLC S7-300 PROGRAMACIÓN POR BLOQUES S7-CFC Cálculo de la impedancia de un circuito monofásico Realizado por: Fecha: 18/01/2007 Versión: 1.1 Página: 0/41 Fichero: Calculo de la impedancia

2 PROGRAMACIÓN S7-300 PRÓLOGO Esta documentación forma parte de una serie de manuales que un grupo de profesores de tres institutos de educación secundaria de Catalunya, como son: IES-SEP Comte de Rius de Tarragona IES Palau Ausit de Ripollet (Barcelona) IES-SEP La Garrotxa de Olot (Girona) han estado experimentando con diferentes materiales incluidos dentro de la temática de la automatización, el control y las comunicaciones industriales. Este equipo de profesores, formaron un grupo de trabajo, llamado EDCAI (Experimentación y Documentación en Control y Automatización Industrial), reconocido tanto por el Departament d Educació de la Generalitat de Catalunya como por la empresa Siemens, con unos objetivos tan sencillos como claros y que se basaban en la realización de documentación realizada por profesores/as para profesores/as, y que además, pudiese servir como manual para los alumnos, esto quiere decir que se ha intentado realizar una documentación que sea fácil de seguir con unas explicaciones paso a paso de los diferentes procesos a realizar, para de esta manera poder alcanzar el objetivo propuesto en cada ejercicio. Este grupo de trabajo continúa trabajando en cada uno de los temas para poder ir actualizando día a día esta documentación, es por ello, que nos podéis enviar vuestras sugerencias a través de la información que encontrareis en la web dedicada a este grupo de trabajo y que desde aquí os invitamos a participar. Esperamos que el esfuerzo y dedicación que hemos realizado pueda ayudar a mejorar vuestra labor educativa. Los profesores del grupo de trabajo EDCAI Realizado por: Fecha: 18/01/2007 Versión: 1.1 Página: 1/41 Fichero: Calculo de la impedancia

3 PROGRAMACIÓN S7-300 INDICE PÁGINA 1. Crear proyecto en STEP Crear bloque de programa CFC Diseño del programa Cálculo de R Cálculo de 2 * л * f * L Cálculo de 1/(2 * л * f * C) Cálculo de ([2 * л * f * L] [1/(2 * л * f * C)]) Cálculo de R 2 + ([2 * л * f * L] [1/(2 * л * f * C)]) Cálculo de SQRT [ R 2 + ([2 * л * f * L] [1/(2 * л * f * C)]) 2 ] Comprobación del funcionamiento Realizado por: Fecha: 18/01/2007 Versión: 1.1 Página: 2/41 Fichero: Calculo de la impedancia

4 1. CREAR PROYECTO EN STEP 7. Crear un nuevo proyecto que le ponemos el nombre genérico, por ejemplo CFC_Calculo_Z, configuramos el hardware para una CPU como la 314C-2DP, quedando: 2. CREAR BLOQUE DE PROGRAMA CFC. Seleccionar la carpeta Programa S7(1) y con el botón derecho del ratón elegir la opción del menú contextual: Insertar nuevo objeto CFC Pàgina: 3/18

5 SE observa como se ha creado una nueva carpeta llamada Esquemas y dentro de ella un objeto llamado CFC1 : Hacer un doble clic sobre el objeto CFC1 y se are el editor para este lenguaje de programación, formado por: Zona de diseño del programa. Zona de librería de componentes. Pàgina: 4/18

6 En la zona de diseño se dispone de seis zonas en donde en las zonas ensombrecidas son para declarar las variables de entrada (izquierda) y de salida (derecha). En la zona de librerías posemos encontrar todos y cada uno de los bloques que podemos incorporar para confeccionar el programa en lenguaje CFC. 3. DISEÑO DEL PROGRAMA. Se desea realizar un programa que realice el cálculo de la impedancia (Z) de un circuito de corriente alterna monofásica: R 2 + 2πfL Z = ( ) 2πfC 1 En donde cada una de las variables que intervienen en el cálculo las declaramos en la tabla de símbolos del proyecto de STEP 7: A continuación elegimos del catálogo de componentes, la pestaña inferior Librerias : De ésta desplegamos la carpeta llamada CFC Library ELEMENTA\Blocks (blocks for use general), en esta carpeta encontramos los diferentes objetos que hemos de utilizar para el desarrollo del programa. Pàgina: 5/18

7 Estos objetos son: ADD_R (FC61) SUB_R (FC62) MUL_R (FC63) DIV_R (FC64) SQRT (FC67) A continuación las vamos seleccionando una a una y las arrastramos hacia la zona de diseño CALCULO DE R 2. Este objeto realiza el producto entre los valores de las dos entradas IN1 e IN2 y el resultado lo guarda en la salida OUT. Para introducir los registros a cada una de las entradas y salidas del objeto MUL_R, seleccionamos en primer lugar la entrada IN1 y seguidamente con el botón derecho del ratón aparecerá un menú contextual de que elegimos la opción Interconectar co operando Pàgina: 6/18

8 Aparece la siguiente ventana: En donde al pulsar el botón Examinar, aparece la lista de símbolos declarados, de donde elegimos el que corresponda en este caso. En este caso elegimos Resistencia, ya que lo que queremos hacer es la operación: R 2 Una vez seleccionada pulamos el botón Aplicar, apareciendo la ventana: Pulsando Aceptar se observa que ha quedado conectado: Pàgina: 7/18

9 Realizar la misma operación para la entrada IN2 y con la misma variable simbólica como es Resistencia ya que con ello logramos que en la salida OUT tengamos el resultado de: Observando como queda la conexión: R CÁLCULO DE 2 * л * f * L. En este caso se ha de multiplicar en primer lugar dos constantes como son 2 y л, para ello introducimos otro objeto MUL_R : Haciendo un doble clic a cada una de las entradas por separado aparece la siguiente ventana para modificar el valor real que aparece por defecto, en nuestro caso la configuración será: Quedando el objeto MUL_R configurado tal como: Pàgina: 8/18

10 Seguidamente insertamos un nuevo objeto MUL_R para multiplicar f * L, operando de la misma forma que en el primer caso conseguiremos el siguiente programa: A continuación insertamos otro objeto MUL_R para unir los resultados de las dos últimas operaciones y de esa forma obtener en la salida OUT de éste último objeto el resultado de 2 * л * f * L, para realizar las uniones entre diferentes bloques se realizará marcando con el ratón una salida OUT y arrastrando hasta conectar con una de las entradas IN de otro bloque, el programa quedará: 3.3. CÁLCULO DE 1/(2 * л * f * C). En este caso y realizando el mismo proceso que anteriormente, se observa que al introducir la variable Frecuencia se conecta a la línea que ya se tenía con esa señal de la operación anterior, para realizar la union entre la salida OUT del bloque 5 y la entrada IN del bloque 6, se realizará marcando con el ratón una salida OUT y arrastrando hasta conectar con la entrada IN del otro bloque, quedando: Pàgina: 9/18

11 Con esto conseguimos tener la siguiente operación 2 * л * f * C en la salida OUT del bloque 6. Ahora hemos de dividir 1 entre el valor obtenido en la salida del bloque 6, para ello lo dejamos como se indica a continuación: 3.4. CÁLCULO DE ([2 * л * f * L] [1/(2 * л * f * C)]) 2. Para realizar este cálculo tan solo hemos de añadir un objeto como: Y arrastrando las conexiones OUT de los bloques 4 y 7 y conectándolas sobre las conexiones IN1 e IN2 de este bloque 10 SUB_R, obtendremos en la salida de este bloque el resultado buscado. Pàgina: 10/18

12 A continuación para hacer el cuadrado del resultado anterior lo realizamos con el objeto MUL_R, haciendo que la salida OUT del bloque 10 lo arrastremos hasta las dos entradas del bloque 8. Obteniendo el resultado buscado en la salida OUT del bloque 8: 3.5. CÁLCULO DE R 2 + ([2 * л * f * L] [1/(2 * л * f * C)]) 2. Para esta operación utilizamos el objeto ADD_R entre las salidas OUT de los bloques 1 y 8: En la salida OUT obtenemos el resultado buscado CÁLCULO DE SQRT [ R 2 + ([2 * л * f * L] [1/(2 * л * f * C)]) 2 ]. Ahora con el objeto SQRT realizamos la operación de la raíz cuadrada de toda la operación de que se dispone en la salida OUT del bloque 9. Obteniendo: Pàgina: 11/18

13 3.7. CÁLCULO DE Z = SQRT [ R 2 + ([2 * л * f * L] [1/(2 * л * f * C)]) 2 ]. Por último tan solo hemos de configurar que la salida OUT del objeto 11 sea la variable Impedancia, para ello desde la salida OUT y con el botón derecho del ratón seleccionamos la opción Interconexión con el operando : Apareciendo la ventana: Que pulsando el botón Examinar, seleccionamos la variable Impedancia de la lista presentada: Para finalizar pulsar el botón Aceptar, apareciendo la ventana: Pàgina: 12/18

14 Que pulsando el botón Aceptar, aparecerá conexión de escritura realizada. El resultado final de todas las conexiones será: Ahora se necesita compilar todo el programa mediante el icono, apareciendo: Pàgina: 13/18

15 Una vez finalizada la compilación aparece el resultado del mismo y que debemos comprobar que no existan errores: Ahora ya se está en condiciones de enviar el programa al PLC y comprobar el funcionamiento. Pàgina: 14/18

16 4. COMPROBACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO. So observamos los bloques de programa que se han almacenado en la carpeta Bloques son los siguientes: En donde el bloque OB35 es el OB cíclico que se configura en el hardware de la CPU y que por defecto está configurado con el valor de 100 ms. Elegir la carpeta Bloques y enviar mediante el icono al PLC. Configurar una tabla de variables para dar valores a las variables del proceso así como observar el resultado de la operación realizada. Pàgina: 15/18

17 Si la comprobación se realiza mediante el simulador PLCSim, el resultado deberá ser: También es posible la visualización del proceso desde el editor CFC, para ello se debe configurar a Modo Laboratorio, para ello se deberá elegir la opción Test Modo Laboratorio Pàgina: 16/18

18 Una vez configurado a ese modo de funcionamiento y para monitorizar el programa tan solo debemos activar el icono Modo test, pasando el circuito a visualizarse como se observa a continuación: También podemos abrir el bloque OB35 y visualizar su funcionamiento, para ello hacemos un doble clic sobre el bloque OB35 del proyecto de STEP 7: Se observa como el programa realizado en CFC se ha compilado a SCL, desde donde se puede visualizar también el funcionamiento. Pàgina: 17/18

19 Ahora hemos de comprobar que se ha activado la opción Generar debug info que aparece dentro del menú Herramientas Preferencias, apareciendo la siguiente ventana de configuración. La opción reseñada la encontramos en la pestaña Compilador : Si no estaba seleccionado deberemos volver a compilar el bloque y enviarlo de nuevo al PLC antes de ejecutar la acción de visualización que se realiza mediante el icono : Pàgina: 18/18