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UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA

INSTRUMENTACIÓN MANEJO DE PLC KLOCKNER MOELLER PS 4-141-MM1

Presentado por: JIMMY ARMANDO MUÑOZ código. 9917251 MELCIADES NIÑO MARTINEZ código 9917252

Santa fe de Bogotá D.C. 18 de mayo de 2001

PLC KLOCKNER MOELLER PS4-141-MM1 Un PLC (Controlador Lógico Programable) es un dispositivo electrónico que cuenta con una memoria en la cual se puede almacenar un conjunto de funciones y condiciones tendientes a controlar (Automatizar) equipos o procesos. El PLC KLOCKNER MOELLER PS4-141-MM1 consta de 16 entradas digitales, dos entradas análogas, en las cuales irán conectados interruptores, pulsadores, sensores, etc. encargados de captar las variables (señales) involucradas en el sistema a controlar. Para las salidas contamos con 14 salidas digitales (24V, 0.5A) y una salida análoga (0-10V) en la cual irán conectados reles, contactores, equipos, etc.; los cuales activan o desactivan los procesos a manejar. El PLC capta señales a través de entradas, las procesa de acuerdo con un programa y las envía a través de salidas.

1 2 3 4 5 6 7

24V DC ALIMENTACIÓN ENTRADA DE CONTADOR RAPIDO, 3 KHZ 16 ENTRADAS DIGITALES 24V DC ENTRADA DE ALARMA TERMINAL ROSCADO ENCHUFABLE LED VISUALIZACION ENTRADAS 14 SALIDAS DIGITALES 24V DC / 0.5 A; 2 ENTRADAS ANÁLOGAS U0, U1 (0 a 10V) 1 SALIDA ANÁLOGA U10 (0 a 10) 24V DC ALIMENTACIÓN PARA LAS SALIDAS 8 LED VISUALIZACION SALIDAS 9 INTERFACE SUCONET 10 ENCODER 11 INTERRUPTOR S1 PARA BUS RESISTENCIA TERMINALES 12 INTERFACE APARATOS DE PROGRAMACIÓN (PRG) 13 MODULO DE MEMORIA (OPCION) 14 LED VISUALIZACION DEL PLC

RECOMENDACIONES, CARACTERISTICAS Y ADVERTENCIAS  Se deben conectar correctamente las interfases de comunicación del dispositivo, la interfase de comunicación PC-PLC no se podrá comunicar en el sitio de la interfase entre dispositivos ya que en el instante se produce una avería total en el PLC.  No se debe sobrepasar la tensión de alimentación del PLC para garantizar su buen funcionamiento; al sobre pasar los niveles o disminuciones de tensión se puede causar funcionamiento defectuoso o peligroso.  Conectar correctamente la alimentación del dispositivo, las entradas y salidas.  El PLC cuenta con una conexión a tierra para proteger el equipo contra sobretensiones o corto circuito, en lo posible se recomienda usar esta posibilidad.  Las salidas están en condiciones de soportar 0.5 A.  El PLC PS4-141-MM1 no posee la posibilidad de expansión local.  La distancia máxima de comunicación entre dispositivos es de 600m y se puede aumentar dependiendo del BUS de comunicación utilizado.  La temperatura de empleo es de 0 a 55º C.  La familia de los PS 200 (PS4-141-MM1) tienen una capacidad de memoria RAM de 32 K Byte, esta memoria es alimentada por una pila.  Este autómata puede gestionar hasta 680 entradas / salidas descentralizadas.  El PLC posee aplicaciones tales como: Control, Regulación, Monitorización, Cálculo, Posicionamientos simples, Medición, Comunicación, Gestión de instrucciones, etc.  Si requiere más información de este dispositivo remitirse a las ayudas expuestas en el software Sucosoft, en esta se encuentran consignados los usos y requerimientos para la utilización de cada una de las funciones que posee y sus características.

PASOS PARA UTILIZAR UN PLC KM 1. Entrar en el software S40 (propio de la marca KM para la manipulación de sus equipos); Aparecerá la ventana ADMINISTRADOR SUCOSOFT], donde se encuentran las subventanas: 

Administrador Proyectos: su función es crear los archivos para su ordenamiento y futura exploración; en el se encuentra la estructura del proyecto a trabajar.

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Configurador de Topología: adapta la red de dispositivos a controlar, ordenando en modo de expansiones y configurando sistemas maestro-esclavo.



Editor POU(Unidad Organizacional de Programas): se encarga de la edición de las variables y el programa del proyecto a trabajar.

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Generación Código: su función es compilar los pasos realizados en la configuración de topología y el editor POU para convertirlos en un lenguaje de máquina para su futura ejecución en el PLC.



Test y Acetación: su ocupación esta encaminada a la transmisión de la información o programa al PLC para la consecución del programa o prueba en marcha.



Formulario Editor: es un formato utilizado para dar una forma al programa cuando se desea imprimir.

2. Hacer doble click en la subventana ADMINISTRADOR PROYECTOS  

En la barra de herramienta entrar en proyecto y dar nuevo. Posteriormente se selecciona el directorio que se requiera utilizar, por ejemplo para grabar en el disco duro dar C:\ y un nombre para el proyecto, pero cuando se desee grabar en diskette dar A:\ y un nombre para el proyecto, otra forma de acceder a esta función es dar click en seleccionar directorio y escoger el directorio según la necesidad; por último se oprime aceptar.



Salir de ADMINISTRADOR PROYECTOS.

3. Hacer doble click en la subventana EDITOR POU(Unidad Organizacional de Programas)  

En la barra de herramienta entrar en archivo y dar nuevo. En organización de programa se encuentran alojados tres tipos: programa, función y bloque de función; para nuestro caso se deberá seleccionar programa y dar click en nuevo.

Programa: Esta función es llamada para realizar oficios de programación. Función : Es utilizada para pequeñas rutinas o subrutinas (Pedazo de programa que puede ser llamado en un momento determinado); su variable principal es CAL (se utiliza para fallas y alteraciones). Bloque de función: tiene la misma finalidad de la anterior función pero es utilizada para rutinas o subrutinas de mayor tamaño. 

Al entrar se encuentra una ventana dividida en dos partes, las cuales corresponden a la edición de variables y a la edición de programa. Elegir un tipo de editor de variables en la barra de herramienta (opciones), donde se encuentran alojados el modo control sintaxis (Cltr+L) o el modo libre (Cltr+F).



Después de haber elegido un modo de edición de variables (por ejemplo al escoger modo control sintaxis) dar click en local (variables locales), llenando los espacios de Nombre, Tipo, Valor, Atributo, Dirección y Comentario. NOMBRE En esta casilla se inserta el nombre que se quiera dar a la independientemente de algún requisito.

variable

TIPO Escoger en esta casilla el tipo de dato elemental de la variable necesitada, existe la posibilidad de elegir los tipos: BINARIO ENTERO BOOL INT BOOL F_ EDGE SINT BOOL R_ EDGE SINT _ EXP BOOL _ EXP UINT BYTE USINT BYTE _ EXP USINT _ EXP WORD

CADENA STRING

FECHA \ HORA DATE DATE _ AND _ TIME TIME TIME _ OF _ DAY

Las especificaciones de estas variables pueden detalladamente en el menú de ayuda en Date types.

observarse

más

VALOR Cuando se escoge una función de tiempo debe darse un valor especifico en números a esta, ya sea en segundos, minutos, horas, etc. Por ejemplo cuando se requiera realizar un programa de temporización siempre se asigna un valor determinado de tiempo para que la variable a controlar pueda actuar. ATRIBUTO Se puede escoger RETENGA para una variable retentiva que no necesite modificación o CONSTANT para escoger una constante o un valor fijo que necesite darse a la variable a programar. DIRECCIÓN En esta casilla se involucra la dirección de la variable a trabajar, se sabe que este PLC posee una serie de entradas y salidas que pueden ser digitales o análogas según la variable que se desee trabajar; también existe la posibilidad de expandir las funciones de estos dispositivos agregando bloques u otros PLC comunicados en cascada gracias a los dispositivos de comunicación que poseen (los sistemas esclavo-maestro), la expansión

puede ser local o remota. La dirección se necesita para identificar cual entrada o salida se utilizará. Cada dispositivo de estos posee un límite de expansión, para el caso de la familia PS 200 la capacidad de expansión remota es de 8 unidades y la capacidad de expansión local es de 6; esto con el fin de tener una buena cantidad de entradas y salidas para aplicaciones de tamaño considerable.

% I 0 . 0. 0. 0. 0 Nº de bit (0........7) salida a utilizar Nº de byte (0 bajo, 1 alto) Variable

Nº de expansion local Nº de expansion remota Nº de linea 0 – PLC (fila 0) 1 – fuera

La variable puede ser de la forma: I Entrada digital Q Salida digital M Marcador (Memoria) IA Entrada análoga QA Salida análoga IC Entrada de contador IS Dato de estados (Diagnostico) SD Dato enviado a estación inteligente Suconet KM RD Dato recibido desde una estación inteligente Suconet KM IP Entrada digital (acceso directo a la periferia) QP Salida digital (acceso directo a la periferia) COMENTARIO En este espacio se coloca un comentario opcional para identificar los pasos a seguir en el momento de la programación.  Después de haber editado las variables en un tipo de editor puede transformarse en el otro tipo fácilmente con solo ir a opciones y cambiar el tipo de editor; con este parámetro podrá verse la estructura que posee la otra forma de edición.

Ejemplo de variables editadas (Modo control sintaxis):

los botones de la parte inferior de la ventana se utilizan para manipular los datos que se almacenaron en las casillas descritas anteriormente, oprimimos add para añadir las variables y los otros son utilizados para modificar (borrar, sobrescribir, cortar, insertar, buscar y copiar). Ejemplo en editor de variables modo libre:



Después de haber editado las variables se procede a la realización de la edición del programa, para lo cual se da click en opciones y en lenguaje de programación se escoge el modo a utilizar. Existen tres modos de edición del programa: LD (ladder diagram o diagrama en escalera), IL (lenguaje de programación) y LBD (diagrama de programación por bloques); uno de los más fáciles de programar es el editor LD ya que los dispositivos de programación se encuentran alojados en la parte superior de la ventana y solo es picar la zona donde se pretende colocar el dispositivo y elegir la

función, al momento de programar el PLC cuenta con una gran variedad de bloques de funciones definidas por el fabricante (también pueden ser definidas por el usuario), algunas de estas son: LOGICA

& &N AND ANDN OR ORN R S XOR XORN

ARITMETICO BIFURCACIONES

ADD DIV MUL SUB

JMP JMPC JMPCN RET RETC RETCN

LLAMADAS

COMPARACIONES

ASIGNACIONES

CAL CALC CALCN

EQ GE GT LE LT NE

LD LDN ST STN

Las especificaciones de las anteriores funciones (operadores) se pueden obtener ingresando al menú de ayuda y buscando por operadores. Las anteriores eran las funciones elementales que posee el PLC, pero como es un dispositivo electrónico más amplio, también posee funciones de bloque con mucha mas jerarquía, las cuales se localizan entrando en la ventana “símbolo” y eligiendo funciones definidas por el fabricante; en las cuales encontramos funciones secuenciales (como flip-flop, contadores, codificadores, decodificadores, comparadores, convertidores, etc.), funciones de tiempo (como generadores de pulsos, temporizadores y similares); al igual que los anteriores las especificaciones se encuentran entrado en la ventana de ayuda y buscando por KM function blocks. Un ejemplo de la visualización en el editor de programa en LD puede ser:

Secuencia AND

Secuencia mixta de operaciones lógicas

Operaciones de bifurcación (saltos y retornos)

Funciones definidas por el fabricante

Funciones de bloque secuenciales

Con las anteriores herramientas ya puede realizarse un programa en editor de programas LD, después de realizar tal programa puede cambiarse el editor (visualización) con solo elegir en opciones cualquiera de los modos de programación, cambiando inmediatamente la edición de una forma a otra. Ejemplo típico de un programa:

Después de finalizar con los procesos de edición se debe guardar lo realizado anteriormente con un nombre para su identificación futura en el proceso de utilización de este dispositivo; dar click en archivo, escoger guardar como y designar un nombre a tal archivo.  Una vez editadas las variables y el programa deben compilarse los pasos realizados para verificar que no se halla cometido ningún estructural; para ello se debe escoger en la ventana archivo sintaxis; cuando se ha cometido un error aparecerá visualizado en la ventana de sintaxis, al dar doble click en el error el cursor encontrará tal error para poder ser corregido.  En esta subventana puede ser generado el código una vez que se requiera realizar algún cambio en el programa o adicionar una variable para la simplicidad de pasos; Esta opción se encuentra en la ventana archivo como generación código.  Salir de editor POU 4. En la subventana administrador sucosoft dar doble click en Configurador de Topología  

En la barra de herramienta escoger configuración y dar nuevo. Dar un nombre al fichero y escoger en tipo de PLC el instrumento a trabajar.

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Si se pretende realizar un montaje extenso también deben configurarse los dispositivos a utilizar, en las barras de herramienta se encuentran alojadas las posibles expansiones que puede tener el instrumento escogido (esto sucede cuando se habla de sistemas maestro-esclavo, realizadas en este PLC mediante expansiones locales y remotas).

EXPANSION REMOTA

EXPANSION LOCAL

Los bloques que se pueden anexar posen una referencia según las características que desempeñan en el montaje a realizar o que se soliciten en un montaje determinado.

EM: Expansión Remota LE: Expansión Local D: digital A: Análoga H: Triac Ejemplo: LE4-116- D D 1

P: Neumática C: Contador BS: Bus R: Rele X: No existe

1: Salida de Voltaje; 2: Salida de Corriente Tipo de salida Tipo de entrada Cantidad de entradas-salidas Las dos primeras letras significan el tipo de expansión Las especificaciones de cada dispositivo utilizado en procesos de expansión son mostradas cuando se accede a la configuración en la parte inferior de la ventana expansión Remota o Expansión Local.

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Después de que se configuran todos los dispositivos a utilizar debe guardarse, para esto debe darse click en configuración eligiendo guardar como y se le da un nombre al archivo que se acaba de configurar. Salir de configurador de topología.

5. En la subventana administrador sucosoft dar doble click en Generación de Código.

selección de PLC

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2 1 En la barra de herramienta dar click en opciones o en la ventana que esta marcada con él número 1 seleccionar el PLC a trabajar, el mismo que se especifico en configuración de topología. En la barra de herramienta dar click en la ventana marcada con él numero 2, esta ventana crea el fichero para generar el codigo, al salir la ventana debe darse aceptar. En la barra de herramienta dar click en generador y seleccionar el icono generar todos, la función de esta parte del programa es verificar que no se halla cometido ningún error en los procesos de edición de las variables y del programa; Si el generador encuentra una falla, este es divisada con las características del error escritas en color rojo, para encontrar tal error basta con dar click en la linea y el cursor sé detendrá en la equivocación que se produjo en los modos de edición localizados en la subventana editor POU; si el generador de codigo no encuentra ningún error, visualiza los datos del programa, finalizando con el diagnostico de ¡no ha habido errores durante la generación de codigo!. Si se necesita cambiar los parámetros de la edición no hay la necesidad de volver a realizar todos los pasos anteriores, ya que se puede realizar la generación de las nuevas parte que se ingresen al programa. También se puede elegir la opción de realizar la prueba de generación desde el editor POU ingresando a la ventana archivo y seleccionando generación de codigo realizando los pasos descritos anteriormente. Por ultimo se debe salir de generación de codigo.

6. En la subventana administrador sucosoft dar doble click en Test y Acetación.

 Antes de comenzar a trabajar la ultima parte (comunicación) se debe tener en cuenta la forma de conexión del PLC, ya que puede sufrir daños el equipo si no se hace correctamente.

 Comunicación PC – PLC (computador)

 Comunicación PC-PLC-IMPRESORA

 Comunicación en procesos de expansión:

 Interfase RS 232 (Terminal de 9 pines y DIN de 5 polos) para comunicación PC-PLC:

 Interfase RS 485 (Dos terminales o DIN de 5 polos) para comunicación entre autómatas:

 Antes de comenzar con las conexiones debe tenerse en claro el nivel de alimentación del PLC PS4-141-MM1 (24V), y la conexión que se puede realizar a tierra para protección contra corto circuito. 

Después de realizar la conexión apropiada del equipo se procede a disponer los protocolos de comunicación escogiendo en la barra de herramientas: En esta ventana debe seleccionarse la velocidad de transmisión a la cual se desea comunicar, esta velocidad debe compaginar con la velocidad de transmisión que se configure en el COM a trabajar.

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Posteriormente se dan los parámetros a comunicar, nombre del programa con la terminación nombre. PCD, PLC a trabajar y COM de comunicación. Para comenzar el proceso de comunicación debe pulsarse el botón conectado para que se establezca la conexión física entre PC y PLC, de no estar bien fija la conexión aparecerá un mensaje de falla el cual debe ser corregido para seguir el proceso de comunicación. Ya con la conexión física correcta escoger es la barra de herramientas transfer para comenzar con el proceso de comunicación.

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En la ventana transfer / File Manager aparecen los tipos de transferencia que posee el programa, para el caso de comunicación entre PC-PLC elegir transfer => PLC, también debe ser designado el programa a transferir en la posición Nombre del Archivo (File Name).  Se debe tener en cuenta la posición del interruptor de seleccionador de modo operando; este interruptor posee tres posiciones: S1: parar, detenerse, no leer el programa. S2: Correr. S3: Correr, pero borrando las memorias. Reset: borra automáticamente dejando vacía la memoria. Este interruptor se encuentra alojado en la derecha del dispositivo, donde también se instala la pila para el activar la memoria. 

El interruptor debe estar en posición correr (S2,S3) para que puedan ser captados los datos del programa; ya en esta posición el dispositivo puede ser puesto a leer y correr el programa entrado a estado del programa y eligiendo un tipo de arranque:

En esta ventana pueden existir los siguientes estados: NOT READY: Un programa corriente o la prueba de memoria ha encontrado un error fatal el programa no puede continuar. La palabra de estado de diagnóstico debe reconocerse. Para esta situación dar click en diagnostico para encontrar las posibles fallas que se cometan a la hora de correr el programa y corregirlas para la consecución de la tarea a realizar:

RUN: en este estado el programa del usuario esta corriendo. READY: El PLC está listo para el funcionamiento pero el programa del usuario no está corriendo.

Arranque frió: Este botón se utiliza cuando la posición del interruptor esta para correr el programa, cualquier dato del proceso en el que permanecía el PLC después de que el usuario halla detenido el programa es borrado y se necesita volver a arrancar el programa. Arranque caliente: Este botón se utiliza cuando se desee almacenar los datos del proceso para volver a utilizarlos después de detenido el programa y vuelto a reasumir o empezar. Un arranque caliente es sólo posible después de que el programa ya empezado se ha detenido. Alto: Detiene el programa.  Para observar los estados del programa (salidas activas o desactivadas) se debe elegir el POU en la ventana Test y Acetación:

 Aparecerá la ventana para configurar y observar el programa trabajado; se tiene que cerrar la subventana Editor POU en el Administrador Sucosoft en la cual se editaron las variables y el programa para poder trabajar los estados del programa:



Dar doble clic en recurso para escoger el programa en Árbol declarado y escoger ver/Cambiar POU y se obtiene el programa:

 Una vez el programa en esta parte; se pueden ver los estados de las salidas para comprobar la ejecución del programa con la manipulación de las entradas; estos estados también se pueden observar en el PLC, ya que poseen unos led de visualización para verificar si se encuentran activados o desactivados:

 El programa o los valores de este pueden ser modificados desde esta parte del proceso; se elige en POU modificar y se realizan los cambios pertinentes al programa, ya hechos los cambios se oprime activar para que se reconozcan y se transmitan; esta función es muy útil ya que se evitan muchos pasos y se simplifica cualquier modificación que se necesite dar al programa.  En Test y Acetación el configurador es utilizado para forzar las entradas y salidas para verificar su estado y buen funcionamiento.