UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA E INGENIERÍA ELECTRÓNICA LABORATORIO DE CONTROL E INSTRUMENTACIÓN 1 ELT 3890 AUTOMÁTICA I LABORATORIO No. 3 SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN STEP 7 - MICRO/WIN 32 - PLC SIEMENS 3.1. OBJETIVOS. - Programar Controladores Lógico Programables de la línea SIEMENS, familia Micro PLC S7-200 mediante el software de programación STEP7 - MICRO/WIN 32 versión 4.0. - Explotar todas las herramientas de programación y visualización del software STEP7 - MICRO/WIN 32. - Aplicación del software a los circuitos básicos de arranque de motores trifásicos. - Programar temporizadores y contadores mediante el software de programación STEP7 - MICRO/WIN 32. - Aplicar el simulador S7 200 versión 2.0 para verificar el funcionamiento correcto de los circuitos y automatizaciones realizadas. 3.2.FUNDAMENTO TEORICO. La familia o gama S7-200 comprende diversos sistemas de automatización pequeños (Micro-PLC s) que se pueden utilizar para numerosas tareas. La figura 3-1 muestra un Micro-PLC S7-200. Gracias a su diseño compacto, su capacidad de ampliación, su bajo costo y su amplio juego de operaciones, los Micro-PLC s S7-200 se adecuan para numerosas aplicaciones pequeñas de control. Además, los diversos tamaños y fuentes de alimentación de las CPU s ofrecen la flexibilidad necesaria para solucionar las tareas de automatización.
Figura 3-1 2 La figura 3-2 muestra la estructura básica de un Micro-PLC S7-200 que incluye una CPU S7-200, una PC, el software de programación STEP 7-Micro/WIN y un cable de comunicación. Si desea utilizar una PC, debe disponer de uno de los siguientes equipos adicionales: _ Un cable PC/PPI. _ Un procesador de comunicaciones (CP) y un cable de interface multipunto (MPI). _ Una tarjeta de interface multipunto (MPI). El cable de comunicación se suministra junto con la tarjeta MPI. El software de programación STEP 7-Micro/WIN 32, que se aplicará para el desarrollo de este laboratorio es la versión 4.0 para Windows 98 o superior. Figura 3.2 Este software permite la programación en tres formas: - IL Instruction List = Lista de instrucciones (AWL en alemán) - LD Ladder Diagram = Diagramas en escalera (KOP en alemán) - FBD Flow Block Diagram = Diagramas lógicos (FUP en alemán) Instrucción de control, se constituye en la menor unidad dentro de un programa de usuario PLC. Una instrucción consta de una operación y operando I0.0 Operando Operación La operación de una instrucción determina que función debe ejecutarse a la hora de tratar una instrucción de control. El operando de un instrucción, incluye la información necesaria para una instrucción de control. El operando consta de un identificador de operando y de un parámetro. Parámetro (Byte y Bit) Indicador de operando I0.0
Q 0. 1 3 Dirección de bit Punto Dirección de Byte Identificador de operando El simulador para la verificación del funcionamiento de la automatización, se constituye en una herramienta muy útil. La clave del simulador S7-200 es: 3.3. DESARROLLO. 1.- Realice el programa en el Micro/Win Step 7 V4.0 del arranque directo de un motor trifásico de inducción de 3HP, 380V, 50Hz. Inicialmente ingrese mediante el icono de acceso directo al programa y se desplegará la siguiente pantalla: Recurriendo a las barras de herramientas, realice el siguiente diagrama en escalera y grabe con el nombre ARRANQUE:
4 Para verificar la correcta introducción del diagrama escalera, realice la compilación del mismo, siguiendo los siguientes pasos: en el menú principal elegir: - PLC - Compile All Si se tiene 0 errores, el programa puede transferirse al PLC, pero es recomendable grabar el programa antes de transferir. 2.- Realice el arranque directo de un motor trifásico, utilizando la tabla de símbolos, como se aprecia en la siguiente pantalla: El diagrama en escalera se visualizará:
5 3.- Posteriormente ingrese al simulador del S7-200 y verifique el funcionamiento del arranque directo: 4.- Para transferir el programa al PLC, de las barras de herramientas, elija: Se despliega la siguiente pantalla:
6 5.- Una vez transferido el programa en la memoria del PLC, se puede realizar la operación ON LINE del arranque directo, para el efecto presione el icono: Para la visualización del estado de las entradas y salidas que se encuentran en ON y/o OFF, presione el icono: Verifique el funcionamiento:
7 6.- Realice un nuevo programa en el Micro/Win 32 V4.0, para la inversión de giro de un motor trifásico de inducción de 4HP, 380V, 50Hz y utilice el simulador del S7 200 para verificar el funcionamiento del circuito programado. 7.- Realice un nuevo programa en el Micro/Win 32, para resolver el siguiente problema: Un compresor de aire es accionada por un motor trifásico de 3KW, 380V, 50Hz, el cual funciona por un período de tiempo de 28 minutos y se detiene automáticamente. El compresor de aire puede arrancarse y detenerse en cualquier instante. En el Micro/Win 32, los temporizadores se identifican como TXXX (T0 a T255) y se tienen tres tipos de temporizadores: TON, TOF y TONR, los cuales tienen las siguientes bases de tiempo: 1ms T0, T32, T64, T96 (TON y TOF : T32 y T96) 10 ms T1 - T4, T33 - T36, T65 - T68, T97 - T100 (TON y TOF : T32- T36 y T97 T100) 100 ms T5 - T31, T37 - T63, T69 - T95, T101 - T255 (TON y TOF : T37- T63 y T101 T255) 8.- Realice un nuevo programa en el Micro/Win 32, para el arranque estrella triángulo un motor trifásico de inducción de 20KW, 380V, 50Hz y utilice el simulador del S7 200 para verificar el funcionamiento del circuito programado. 9.- Realice un contador ascendente de 16 pulsos en el Micro/Win 32 y simule en el S7-200. 3.4. CUESTIONARIO 1.- Investigue en Internet artículos referentes al Step 7 Micro/Win 32 V5.0 y el TIA PORTAL e imprima lo más relevante. 2.- La siguiente cinta de transporte, transporta cajas de galletas hasta un cajón que tiene una capacidad de 14 paquetes (los 14 paquetes se cuentan mediante un sensor óptico), cuando se llena el cajón, la cinta se detiene por un período de tiempo de veinticinco segundos para que un operador cambie el cajón lleno por uno vacío, posteriormente la cinta empieza a funcionar automáticamente para llenar el nuevo cajón con 12 paquetes y así sucesivamente hasta llenar 10 cajones, después del cual la cinta se detiene por completo.. El sistema se puede parar y arrancar en cualquier instante mediante pulsadores de parada y marcha. El motor de la cinta es trifásico de 25KW, 380V. y 50 Hz. Para este sistema realice en la hoja de examen: a) El circuito de fuerza, b) El diagrama en escalera Micro/Win 32 V4.0, c) El diagrama de conexión real de los dispositivos de entrada y de salida al PLC CPU 222, d) La defensa del circuito, conectando las entradas del PLC con los dispositivos de mando (pulsadores, relés térmicos) y la verificación de las salidas mediante los LED s de señalización del PLC. SENSOR CINTA DE TRANSPORTE MOTOTAMBOR CAJON 3.- Realice un circuito secuencial para encender la sigla ETN 16, el secuencial funciona de la siguiente forma, con un pulsador se inicia el secuencial, de tal forma que inicialmente se enciende la letra E por un segundo, posteriormente la letra T también por un segundo, apagándose la letra E, seguidamente se enciende la letra N por otro segundo, apagándose T; luego se enciende el número 16 en tres oportunidades cada 1 segundo, finalmente se apagan todas las letras y el número 16, seguidamente empieza nuevamente la secuencia indicada. El secuencial se puede encender y apagar en cualquier instante mediante pulsadores de marcha y parada. Utilice en forma obligatoria reles auxiliares para realizar el secuencial en los circuitos que se requiera. Cada letra y el número 16 esta
formada por 40 lámparas de 15W y accionadas por un contactor de fuerza cuya bobina es energizada por las salidas físicas del PLC. Para este circuito realice: a) El circuito dea fuerza. b) El diagrama en escalera Micro/Win 32 V4.0 c) El diagrama de conexión real de los dispositivos de entrada y de salida al PLC CPU 222. d) La defensa del circuito, conectando las entradas del PLC con los dispositivos de mando (pulsadores, relés térmicos) y la verificación de las salidas mediante los LED s de señalización del PLC. 8 Nota.- El informe del laboratorio estará formado por el cuestionario, conclusiones y bibliografía. Asimismo, la defensa de los problemas del cuestionario será en el laboratorio de control e instrumentación en forma individual y con la conexión real de las entradas al PLC. 3.5. CONCLUSIONES. Indique las conclusiones del laboratorio realizado. BIBLIOGRAFÍA [1] Microsystem SIMATIC S7-200, El S7-200 en una hora, SIEMENS, edición 1999 [2] Microsistema SIMATIC S7-200, El S7-200 en dos horas, SIEMENS, edición 01/2000 [3] Manual del sistema, Sistema de automatización S7-200 SIMATIC, SIEMENS AG 1998 [4] www.siemens.com/s7-200. [5] Texto Automatismos industriales Ing. Xelier Tapia Gómez. ELT 3890, 2010.