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Los autómatas SIMATIC S7-300
Capítulo 5
CAPÍTULO 5
Los autómatas SIMATIC S7- 300
5.1 Partes de un autómata S7-300
El autómata que vamos a estudiar aquí pertenece a la serie SIMATIC S7-300 y podemos decir
que aproximadamente su estructura interior responde al siguiente esquema:
Imágenes del proceso:
* PAE
* PAA
Memoria para bloques
de datos de instancia
Memoria para bloques
de datos generales
Memoria local
Contadores
Temporizadores
Memoria de marcas
Memoria del programa
CPU
Memoria RAM
Memoria ROM
(Sistema operativo)
ALU
•
•
•
•
•
Unidad de
control
ACU1
ACU2
AR1
AR2
PSW
Módulo de memoria externa.
Canal serie
Módulos periféricos
Bus periférico
Módulos digitales:
• Entradas
• Salidas
Módulos analógicos:
• Entrada
• Salida
Fig.5.1
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Módulos funcionales
hardware.
Los autómatas SIMATIC S7-300
Capítulo 5
5.2 Memoria RAM
La memoria RAM, se caracteriza por tener acceso aleatorio (Random Access Memory) y como
se ve, se reparte para formar muchos tipos diferentes de memorias, cada una de ellas con un
significado propio.
Otra característica de la memoria RAM, es que no es capaz de retener la información cuando
falla la tensión, por lo que si se quiere conservar la información de esta memoria, es necesario
respaldar la tensión de la memoria con una pila tampón.
Resumamos en una tabla, el espacio que se reserva a cada tipo de memoria, según el modelo de
autómata:
Operando 312
314
315
315-2
Descripción
Programa
M
T
Z
L
DB
DI
E
A
PE
PA
48 KB
256 B
256
256
256 B
511
512
128 B
128 B
1024 B
1024 B
48 KB
256 B
128
64
256 B
255
192
128 B
128 B
768 B
767 B
128 KB
2048 B
256
64
256 B
1023
2048
128 B
128 B
1024 B
2048 B
Programa de usuario
Memoria de marcas
Temporizadores
Contadores
Memoria local
Bloques de datos generales
Bloques de datos de instancia
Entradas digitales (PAE)
Salidas digitales (PAA)
Entrada directa de periferia
Salida directa a periferia
16 KB
128 B
128
32
256 B
511
512
128 B
128 B
1024 B
1024 B
Como se ha visto en la tabla anterior, el espacio que se reserva para almacenar el programa de
usuario, puede oscilar entre 16 y 256 KB dependiendo del modelo de autómata que se elija, y
éste es un dato importante a la hora de elegir uno u otro autómata, por tanto puede ocurrir que
según el modelo que elijamos, no nos quepa el programa que pensamos meter.
Iremos viendo más adelante, qué papel juega cada memoria y cómo hemos de trabajar con ellas.
5.3 Memoria ROM (sistema operativo)
La memoria ROM (Read Only Memory), como su nombre indica, es de “sólo lectura”, y se
emplea en este caso para almacenar el sistema operativo del autómata.
El sistema operativo es el encargado de gestionar todos los recursos del autómata, tales como
entradas, salidas, la gestión de las memorias, la gestión de datos, la gestión de las alarmas, la
gestión de los buses de comunicación, etc.
El sistema operativo, sin embargo, no realiza ningún trabajo a no ser que lo solicite el programa
que escribe y deposita el usuario en su interior.
5.4 ALU
ALU son las iniciales de Arithmetic and Logic Unit, o Unidad Lógica y Aritmética. O sea, es
un circuito electrónico complejo que realiza operaciones lógicas y aritméticas de cierta complejidad, tales como sumar, restar, multiplicar y dividir números enteros o racionales, aparte de
operaciones trigonométricas tales como cálculo de senos, cosenos, tangentes, etc., y también
cálculo de raíces cuadradas, exponenciales y logaritmos.
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Los autómatas SIMATIC S7-300
Capítulo 5
Siendo un circuito de vital importancia en el autómata, su funcionamiento es totalmente transparente para el usuario, se activa a través de instrucciones de STEP-7.
5.4.1
ACU1 y ACU2
Los acumuladores ACU1 y ACU2 son ambos registros de treinta y dos (32) Bits y juegan un
papel importante en las instrucciones de comparación así como operaciones aritméticas.
Como registros de treinta y dos (32) Bits que son, se pueden considerar formados por dos (2)
registros de dieciséis (16) Bits cada uno, o por cuatro (4) registros de ocho (8) Bits (Bytes):
Acumulador 1:
31
2322
1615
8 7
ACU1H
ACU1HH
0
ACU1L
ACU1HL
ACU1LH
ACU1LL
Acumulador 2:
31
2322
1615
8 7
ACU2H
ACU2HH
0
ACU2L
ACU2HL
ACU2LH
ACU2LL
Veremos más adelante como se trabaja con estos acumuladores y el papel que juegan en las
instrucciones aritméticas y de comparación.
5.4.2
AR1 y AR2
Los registros AR1 y AR2 (Address Register 1 y 2) juegan un papel muy importante cuando se
trabaja con operandos del tipo puntero, que veremos en los próximos capítulos.
Al igual que ACU1 y ACU2, son registros de treinta y dos (32) Bits.
5.4.3
PSW
El PSW (Program Status Word) o palabra de estado, es un registro formado por dieciséis (16)
Bits, cada uno de ellos con un significado propio. Veamos este registro:
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Los autómatas SIMATIC S7-300
15
…..
9
8
RB
BIT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 al 15
Ocupación
/ER
RLO
STA
OR
OS
OV
A0
A1
RB
Sin uso
Capítulo 5
7
6
A1
A0
5
4
3
2
1
0
OV
OS
OR
STA
RLO
/ER
Significado
Bit de primera consulta*
Bit de resultado lógico
Bit de estado*
Bit OR (=0)*
Bit de desbordamiento memorizado
Bit de desbordamiento
Indicador de resultado
Indicador de resultado
Bit de resultado binario
-
* Este Bit no es interpretable directamente por el usuario.
De todos estos Bits es de destacar el RLO, que como veremos más adelante juega un papel muy
destacado en la toma de decisiones de nuestros programas.
5.5 Módulo de memoria externa
El usuario tiene la opción de introducir su programa desde una PG/PC hacia el autómata y depositarlo en la memoria del programa, tal y como hemos visto en 5.2., o bien depositar su programa en un circuito construido con memoria no volátil y conectar después este circuito al autómata.
Estas memorias externas, pueden ser una buena opción si el usuario desea despreocuparse completamente de la batería tampón (en lo que a retención del programa se refiere), pero son sin
duda una solución más cara que la convencional basada en memoria tampón.
5.6 Canal serie
Todos los autómatas de la serie SIMATIC S7-300, poseen un puerto serie de comunicaciones
tipo MPI, que el usuario puede usar bien para conectarse al autómata desde un PG/PC o bien
para conectar otros autómatas en red.
Las redes MPI son exclusivas de SIEMENS y son muy útiles cuando los requerimientos de velocidad en la transmisión no son muy exigentes, pues nos permite realizar conexiones entre
autómatas a precio muy reducido y de aceptables prestaciones.
5.7 Bus periférico
El bus periférico permite la conexión entre la CPU del autómata y las tarjetas de entrada/salida,
analógicas o digitales y módulos funcionales conectados al mismo bastidor que la CPU.
5.8 Las entradas digitales
Como ya vimos en el Capítulo 1, en un proceso industrial hay muchos elementos que suministran información sobre cómo está el proceso. Entre ellos, los sensores digitales, que informan de
manera primaria pero efectiva, sobre el posicionamiento de piezas mecánicas en general.
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