Tema: Tipos de Bloques en S7-1200

Autómatas Programables. Guía 9
1
Facultad: Ingeniería
Escuela: Electrónica
Asignatura: Autómatas Programables
Lugar de ejecución: Instrumentación y
Control (Edificio 3, 2da planta)
Tema: Tipos de Bloques en S7-1200
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.
Figura 2. Bloques para la programación del S7-1200.
Procedimiento
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
Figura 8. Segmentos 1-4 del programa principal
7
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:
EVALUACION
%
CONOCIMIENTO
25%
APLICACIÓN DEL
CONOCIMIENTO
70%
ACTITUD
2.5%
2.5%
TOTAL
100%
1-4
5-7
8-10
Conocimiento
deficiente de los
fundamentos
teóricos
Conocimiento y
explicación incompleta
de los fundamentos
teóricos
Conocimiento completo
y explicación clara de los
fundamentos teóricos
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
Realiza de forma
incompleta:
- Carga del programa de
ejemplo
- Comprobación del
funcionamiento de los
bloque de función.
- Crear un programa
usando bloques de
función.
Realizó con poca
dificultad todos los
procedimientos:
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
Es ordenado; pero
no hace un uso
adecuado de los
recursos
Hace un manejo
responsable y adecuado
de los recursos conforme
a pautas de seguridad e
higiene.
Nota