Autómatas Programables. Guía 6 1 Facultad: Ingeniería Escuela: Electrónica Asignatura: Autómatas Programables Lugar de ejecución: Instrumentación y Control (Edificio 3, 2da planta) Tema: Operaciones de Carga, Transferencia, Comparación y Aritméticas del S7-1200 Objetivo General Programar con instrucciones de carga, transferencia, comparación y aritméticas. Objetivos Específicos Conocer como trabajan las operaciones de carga, transferencia, comparación y aritméticas. Operar con datos tipo byte, palabra y doble palabra. Conocer las diferentes áreas de memoria del PLC y como se direccionan. 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 Ethernet 1 Cable de alimentación de 120-240 VAC 9 Cables de conexión Introducción Teórica Almacenamiento de datos, áreas de memoria y direccionamiento en el S7-1200 La CPU ofrece varias opciones para almacenar datos durante la ejecución del programa de usuario: Memoria global: La CPU ofrece distintas áreas de memoria, incluyendo entradas (I), salidas (Q) y marcas (M). Todos los bloques lógicos pueden acceder sin restricción alguna a esta memoria. Bloque de datos (DB): Es posible incluir DBs en el programa de usuario para almacenar los datos de los bloques lógicos. Los datos almacenados se conservan
2 Autómatas Programables. Guía 6 cuando finaliza la ejecución del bloque lógico asociado. Un DB "global" almacena datos que pueden ser utilizados por todos los bloques lógicos, mientras que un DB instancia almacena datos para un bloque de función (FB) especifico y está estructurado según los parámetros del FB. Memoria temporal: Cada vez que se llama un bloque lógico, el sistema operativo de la CPU asigna la memoria temporal o local (L) que debe utilizarse durante la ejecución del bloque. Cuando finaliza la ejecución del bloque lógico, la CPU reasigna la memoria local para la ejecución de otros bloques lógicos. Tabla 1. Áreas de memoria. Toda posición de memoria diferente tiene una dirección unívoca. El programa de usuario utiliza estas direcciones para acceder a la información de la posición de memoria. La figura muestra cómo acceder a un bit (lo que también se conoce como direccionamiento "byte.bit"). En este ejemplo, el área de memoria y la dirección del byte (I = entrada y 3 = byte 3) van seguidas de un punto (".") que separa la dirección del bit (bit 4). A Identificador de área B Dirección de byte: Byte 3 C Separador ("byte.bit") D Bit del byte (bit 4 de 8) E Bytes del área de memoria F Bits del byte seleccionado Figura 1. Ejemplo direccionamiento de área de memoria.
Autómatas Programables. Guía 6 3 A los datos de la mayoría de las áreas de memoria (I, Q, M, DB y L) se puede acceder como bytes, palabras o palabras dobles utilizando el formato "dirección de byte". Para acceder a un byte, una palabra o una palabra doble de datos en la memoria, la dirección debe especificarse de forma similar a la dirección de un bit. Esto incluye un identificador de área, el tamaño de los datos y la dirección de byte inicial del valor de byte, palabra o palabra doble. Los designadores de tamaño son B (byte), W (palabra) y D (palabra doble), p. ej. IB0, MW20 ó QD8. Las direcciones tales como I0.3 y Q1.7 acceden a la memoria imagen de proceso. Para acceder a la entrada o salida física es preciso añadir ":P" a la dirección (p. ej. I0.3:P, Q1.7:P o "Stop:P"). Procedimiento Figura 2. Tamaño en bits de un byte, palabra y palabra doble. PARTE I. OPERACIONES DE CARGA/TRANSFERENCIA. 1. Sin energizar aún el PLC, Conecte L1 y N para alimentar el PLC y luego conecte 10 interruptores del módulo a las entradas del PLC I0.0 a I0.7 e I1.0 a I1.1 (No olvide conectar la salida M con 1M). Pida al docente de laboratorio que revise las conexiones antes de continuar. 2. Energice el PLC y escriba el siguiente programa, no olvide activar la utilización del byte de marcas del sistema y de ciclo. Figura 3. Instrucción MOVE con bytes.
4 Autómatas Programables. Guía 6 3. Compile el programa, transfiéralo al PLC y seleccione la opción ACTIVAR OBSERVACIÓN. Cambie el estado de los interruptores conectados a las entradas en del byte 0 del PLC y observe las salidas del byte 0. Qué observa? 4. Del Árbol del proyecto de clic en la carpeta Tablas de observación y forzado permanente, seleccione la opción Agregar tabla de observación, ingrese las variables IB0, IB1, QB0, QB1 y algunos bits del byte IB0 como I0.0 para observar su estado, seleccione la opción observar todo de esa ventana y cambie el estado de los interruptores conectados a la entradas del byte 0, observe que puede cambiar el formato de visualización de los mismos entre hexadecimal, bcd, octal, binario, carácter y decimal con y sin signo. Figura 4. Tabla de observación. 5. Modifique el programa como se muestra a continuación: Figura 5. Instrucción MOVE con palabras. 6. Descargue y corra el programa, cambie el estado de los interruptores conectados a las entradas físicas del PLC tanto del byte 0 como del byte 1. Ingrese en la tabla de observación las variables IW0 y QW0 para ver el dato completo. Cuál es la función de la instrucción MOVE?
Autómatas Programables. Guía 6 5 Cuál es el byte más significativo de los dos que forman la palabra? 7. Ahora se comprobará el funcionamiento de las instrucciones de carga de valores constantes. Defina una variable llamada tiempo, coloque como tipo de datos Time y como dirección MD4 y escriba el siguiente programa. Figura 6. Tipo de datos del temporizador. 8. Cargue el programa al PLC y ejecútelo Hasta que tiempo se activa la salida Q0.0 cuando se mantiene activa la entrada I0.0?. 9. Que valor en hexadecimal se debe poner en la variable MD4 para lograr un tiempo de 5s?.
6 Autómatas Programables. Guía 6 PARTE II. OPERACIONES DE COMPARACIÓN Y ARITMÉTICAS. 10.Escriba el programa que se muestra en la Figura 7, para añadir la instrucción ADD coloque primero el bloque y luego donde dice Auto???, de clic para que se desplieguen las opciones de tipo de datos como se muestra en la Figura 8, elija la opción Int. Figura 7. Instrucción ADD. Figura 8. Tipos de datos para ADD. 11.Ejecute el programa. Cuál es la función de ADD con datos int?. 12. Cambie las constantes de entrada por -30 y 80 y vuelva a cargar y ejecutar el programa Cuál es el valor de la MW2 al correr el programa?. 13.Cambie la instrucción ADD por SUB (para ello de clic en la esquina superior derecha del bloque, ahí se desplegará un menú con las diferentes instrucciones aritméticas
Autómatas Programables. Guía 6 7 Figura 9. Instrucción SUB. 14.En tipo de datos siempre elija Int cuál es la función de SUB?. 15.Cambie la instrucción SUB por MUL con int y diga cuál es su función. 16. Ahora escriba el programa mostrado en la Figura 11 (para colocar las instrucciones de comparación del segmento cuatro, ubíquese en la pestaña Instrucciones en la parte derecha de la ventana del programa y seleccione de las instrucciones básicas las de comparación como se muestra en la siguiente Figura 10. Figura 10. Acceso a Instrucciones en el S7-1200.
8 Autómatas Programables. Guía 6 Figura 11. Programa con instrucciones de comparación. 17.Como puede ver el programa deberá activar la salida Q0.2 sólo si el temporizador tiene el valor 2000 (2s). Active la entrada I0.1, I0.2 y I0.0 en ese orden Funciona correctamente el programa?.
Autómatas Programables. Guía 6 9 18. Busque la instrucción NOT en las Operaciones lógicas con bits dentro de las instrucciones básicas y agréguela al segmento como se muestra en la Figura 12. En que momento se activa la salida?. Figura 12. Instrucción de comparación negada. 19. Sustituya las instrucciones del segmento 4 por las instrucciones mostradas en la Tabla 2 y escriba a la par de cada instrucción en que momento se activó la salida Q0.2: INSTRUCCIÓN EN QUÉ MOMENTO SE ACTIVA LA SALIDA >= >=, NOT <= Análisis de Resultados <=, NOT Tabla 2. Resultado de las instrucciones de comparación. 1. Presente las respuestas a las preguntas realizadas a lo largo del procedimiento. 2. Indique cual es el conflicto que podría ocurrir si elegimos la variable MD0 en lugar de la MD4 en el programa de la Figura 6. 3. Cual cree que es la razón por la que en el programa de la Figura 11 no se utilizó MW3. 4. Indique algunas de las posibles aplicaciones de las operaciones de comparación según lo observado en la práctica. Investigación Complementaria Investigue sobre las operaciones de conversión en el S7-1200 Investigue sobre las operaciones de escalado y normalizado en el S7-1200 Bibliografía Siemens. (2012). Simatic S7-1200 Easy book Manual del Producto. A5E02486778-05. Siemens. (2009). S7 Controlador programable S7-1200: Manual de sistema. A5E02486683-02.
10 Autómatas Programables. Guía 6 Hoja de cotejo: 6 Guía 6: Operaciones de Carga, transferencia, comparación y Aritméticas del S7-200 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% No hace, no realiza funciones de carga y transferencia funciones Aritméticas funciones de comparación Realiza de forma incompleta: funciones de carga y transferencia funciones Aritméticas funciones de comparación Realizó con poca dificultad todos los procedimientos: ACTITUD 2.5% 2.5% Es un observador pasivo Es ordenado; pero no hace un uso adecuado de los recursos 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. 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%