Autómatas Programables. Guía 9 1 Tema: Tipos de Bloques en S7-1200 Facultad: Ingeniería Escuela: Electrónica Asignatura: Autómatas Programables Lugar de ejecución: Instrumentación y Control (Edificio 3, 2da planta) Objetivo General Conocer los tipos de bloques existentes para la programación del PLC S7-1200 con el programa TIA Portal. Objetivos Específicos Crear un bloque de función Definir variables internas para el bloque de función Llamada y parametrización del bloque de función en el OB1 Material y Equipo 1 Computadora con tarjeta de red Ethernet y el programa STEP7 (TIA PORTAL V12) instalado 1 PLC S7-1200 con simulador de entradas 1 Cable cruzado Ethernet 1 Cable de alimentación de 120-240 VAC 6 Cables de conexión Introducción Teórica Tipos de bloques de SIMATIC S7-1200 En el PLC S7-1200 los programas se escriben en bloques. Hasta este momento hemos estado trabajando con el bloque de organización Main [OB1] que representa la interfaz del sistema operativo de la CPU, esta abre el OB1 automáticamente y ejecuta sus instrucciones en el orden en el que se han guardado en la memoria de programa. Al llegar al fin del programa (fin de bloque), vuelve a comenzar la ejecución del programa desde el principio. Esto se denomina ejecución cíclica.
2 Autómatas Programables. Guía 9 Figura 1. Bloque de programación OB1. Tareas de control sencillas se pueden implementar en un único bloque de organización (OB), pero cuando se necesitan resolver problemas más complejos la mejor forma de hacerlo es subdividiendo el programa en bloques más pequeños y ordenados por funciones, que permitan la comprobación de las partes del programa de forma independiente y ejecutarse como una función global durante el funcionamiento. Estos bloques son llamados desde los bloques de organización. Cuando se finaliza el bloque llamado se retorna al bloque de organización que lo llamó, específicamente a la fila situada detrás de la llamada. Bloques para la programación del S7-1200 Para la programación estructurada en el S7-1200 existen los siguientes bloques: OB (bloque de organización): Un OB es llamado por el sistema operativo de forma cíclica y constituye la interfaz entre el programa de usuario y el sistema operativo. En este OB, se comunica a la unidad de control del sistema de automatización qué bloques de programa debe ejecutar a través de comandos de llamada de bloque. FB (bloque de función): Necesita un área de memoria asignada para cada llamada (instancia). Al llamar a un FB se le puede asignar un bloque de datos (DB) como bloque de datos instancia. A los datos de este DB de instancia se accede a través de las variables del FB. Si se llama varias veces a un FB, se le deben asignar distintas áreas de memoria. En un bloque de función también pueden ser llamados otros FB y FC. FC (función): Un FC no tiene ningún área de memoria asignada. Los datos locales de una función se pierden tras ejecutar la función. En una función también pueden ser llamados otros FB y FC.
Autómatas Programables. Guía 9 3 DB (bloque de datos): Los DB se utilizan para proporcionar espacio de memoria para las variables de datos. Existen dos tipos de bloques de datos. DB globales, en los que todos los OB, FB y FC pueden leer los datos almacenados o incluso escribir datos en los DB; y DB de instancia, que están asignados a un FB determinado. Procedimiento Figura 2. Bloques para la programación del S7-1200. A continuación se creará un bloque de función para el control de un sistema de refrigeración, este puede operar en los siguientes niveles: Alto: Al presionar Inicio, se enciende el sistema y permanece encendido 5 horas (5s para las pruebas) y luego se apaga. Medio: Al presionar Inicio el sistema se enciende y permanece encendido 3 horas (3s para las pruebas) y luego se apaga. Bajo: Al presionar Inicio el sistema se enciende y permanece encendido 1 horas (1s para las pruebas) y luego se apaga. Existe un pulsador de paro para detener el sistema en cualquier momento.
4 Autómatas Programables. Guía 9 1. Defina las siguientes variables en la Tabla de variables estándar: Figura 3. Variables a utilizar en el programa. 2. Ubíquese en el Árbol del proyecto, luego en la carpeta del PLC y finalmente en la carpeta Bloques de programa, de doble clic en la opción Agregar nuevo bloque (Ver Figura 4.) Figura 4. Árbol del proyecto. 3. Se desplegará la ventana mostrada en la Figura 5, seleccione la opción Bloque de función, coloque en Nombre : Refrigeración, seleccione Lenguaje KOP y como número Automático y de clic en Aceptar. Observe que justo abajo del bloque MAIN[OB1] en el Árbol de proyecto aparecerá el nuevo bloque: Refrigeración [FB1].
Autómatas Programables. Guía 9 5 Figura 5. Agregar nuevo bloque. 4. El bloque se abre automáticamente. En la ventana de Interfaz deben declararse las variables locales que serán conocidas solo en este bloque, estas pueden ser de entrada, salida, entrada/salida, variables intermedias temporales o estáticas (solo disponibles en bloque de función FB), ingrese las variables que se muestran en la Figura 6. Figura 6. Interfaz de bloque Refrigeración.
6 Autómatas Programables. Guía 9 5. Una vez declaradas las variables locales introduzca el programa para el bloque Refrigeración Figura 7. Programa del bloque Refrigeración. 6. Ahora ingrese el programa principal en MAIN[OB1], los tres primeros segmentos son para asegurarse de que solo una opción de refrigeración sea seleccionada, se puede cambiar de opción cuantas veces se requiera siempre y cuando no se haya presionado Inicio y el sistema haya arrancado, ya que una vez arranca se activa la marca refrigerando y ya no permita que se seleccione ninguna opción a menos que se pare el sistema.
Autómatas Programables. Guía 9 7 Figura 8. Segmentos 1-4 del programa principal
8 Autómatas Programables. Guía 9 7. Ahora se va a agregar al programa principal el bloque de función FB creado, para ello del Árbol del Proyecto arrastre el bloque hasta el segmento y luego suéltelo (Ver Figura 9). Figura 9. Colocar Bloque de Función creado en el programa principal. 8. Aparecerá una Ventana de Opciones de Llamada del bloque de datos, coloque como nombre: Refrigeración_ baja, deje las demás opciones como están y presione Aceptar. 9. Se mostrará el bloque con las entradas y salidas que se programaron, colóquele los contactos y la bobina correspondientes (Ver Figura 10). Figura 10. Bloque de función Refrigeración_baja. 10. Repita los pasos del 7 al 9 para agregar dos bloques más para Refrigeración_media y Refrigeración_alta.
Autómatas Programables. Guía 9 9 11. Agregue 2 segmentos más, el segmento 8 será para la activación de la salida física que va al sistema de refrigeración y el 9 que desactivará la marca refrigeración cuando detecte que la salida Q0.0 ha pasado de 1 a 0 (flanco negativo) debido a que acabó o se paró el proceso, permitiendo así que se pueda seleccionar de nuevo entre las opciones.
10 Autómatas Programables. Guía 9 Figura 11. Segmentos del 6 al 9 del programa principal. 12. Sin energizar aún el PLC, conecte L1 y N para alimentar el PLC, una la entrada 1M con M y conecte los switches del módulo a las entradas de la I0.0 a la I0.4. 13. Pida al docente de laboratorio que revise las conexiones antes de continuar, energice el PLC, seleccione en el Árbol del proyecto la carpeta del PLC y luego de clic en descargar al PLC para que se descarguen todos los bloques de programa. 14. Compruebe el funcionamiento del programa.
Autómatas Programables. Guía 9 11 Análisis de Resultados 1. Resuelva el siguiente ejercicio utilizando bloques de función: Se necesita hacer el control de un mezclador de repostería como el mostrado en la Figura 12. Hay una válvula para introducir leche (Q0.0) y otra para introducir harina (Q0.1), esta mezcla es agitada por medio de una paleta accionada por un motor (Q0.2). Dependiendo de los tiempos de introducción de los ingredientes y del funcionamiento de la paleta, pueden elaborarse tres diferentes postres tal como se muestra en la Tabla. El sistema también posee un paro que detiene el sistema y es necesario empezar de nuevo. Figura 12. Mezclador de Repostería. Investigación Complementaria Modifique el programa del Análisis de resultados para que los bloques de función FB lean los datos de tiempo de un bloque de datos DB. Bibliografía Documentación didáctica SCE para la solución de automatización homogénea Totally Integrated Automation (TIA). Módulo TIA Portal 010-020 Tipos de bloques en SIMATIC S7-1200.
12 Autómatas Programables. Guía 9 Hoja de cotejo: 9 Guía 9: Tipos de Bloques en S7-1200 Alumno: Máquina No: Docente: GL: Fecha: CONOCIMIENTO 25% EVALUACION % 1-4 5-7 8-10 Nota Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO 70% ACTITUD 2.5% 2.5% No hace, no realiza - Carga del programa de ejemplo. - Comprobación del funcionamiento de los bloque de función. -Crear un programa usando bloques de función. Es un observador pasivo Es ordenado; pero no hace un uso adecuado de los recursos Realiza de forma incompleta: - Carga del programa de ejemplo - Comprobación del funcionamiento de los bloque de función. - Crear un programa usando bloques de función. Participa ocasionalmente o lo hace constantemente pero sin coordinarse con su compañero Hace un uso adecuado de los recursos, respeta las pautas de seguridad, pero es desordenado. Realizó con poca dificultad todos los procedimientos: Participa propositiva e integralmente en toda la práctica Hace un manejo responsable y adecuado de los recursos conforme a pautas de seguridad e higiene. TOTAL 100%