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SIMATIC S7-1200 & TIA PORTAL V13 Es la interacción que hace la diferencia

M. C. José Luis Rosales González Industria Sigrama; S. A. de C. V.

© Siemens AG 2012. Derechos Reservados.

SIMATIC S7-1200  Creación de Nuevo Proyecto  Enlace al PLC  Configuración de Hardware  Controlador SIMATIC S7-1200

SIMATIC S7-1200 ■ Para empezar a trabajar debemos crear un nuevo proyecto: 1. Abrimos el TIA Portal desde el acces directo en el escritorio o desde la ruta Menú de inicio > Todos los programas > Siemens Automation > TIA Portal. 2. Elegimos la opción crear proyecto

SIMATIC S7-1200 3. Después de haber asignado el nombre correspondiente al programa seleccionamos la opción crear. 4. Abrimos la opción “Vista del Proyecto” ubicada en la parte inferior izquierda de nuestra vista de portal.

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ESTRUCTURA DEL AREA DE TRABAJO  Árbol del proyecto: Es el lugar donde acomodamos nuestros bloques de programación, objetos tecnológicos y manejamos tablas de variables y de observación.

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SIMATIC S7-1200  TaskCard: Área donde se agrupan diversas funciones, como librerías, catalogo de hardware e instrucciones.

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SIMATIC S7-1200 5. Agregamos nuestro controlador en “agregar dispositivo” del “árbol de proyecto” ubicado en la parte izquierda de nuestra ventana de trabajo.

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SIMATIC S7-1200 6. Posteriormente del catalogo de Hardware ubicado en la Taskcard agregamos las tarjetas de comunicaciones y las tarjetas de I/O`s correspondientes.

Rack_0

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 Creación de Nuevo Proyecto  Enlace al PLC  STEP 7 Basic V11  Controlador SIMATIC S7-1200  Diseño Escalable y Flexible  Comunicación Industrial  Tecnología y Diagnósticos Integrados  Conclusion

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SIMATIC S7-1200 Para poder descargar nuestra configuración de hardware o hacer diagnósticos en línea de nuestro programa, es necesario realizar la conexión ethernet con el PLC.

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SIMATIC S7-1200 1. Debemos

configurar la dirección

IP

de

nuestra PC/PG, ingresando a conexiones de red en el panel de control, y acceder a las propiedades de

nuestra

tarjeta

de red

Ethernet. 2. Entramos a las propiedades de protocolo internet

(TCP/IP)

seleccionamos

el

(En protocolo

Windows de

7

internet

Número 4 TCP/IP)

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SIMATIC S7-1200 3. Seleccionamos obtener una dirección IP automáticamente y obtener la dirección del servidor DNS automáticamente. Con esto nuestra tarjeta de red estará lista para comunicarse con el PLC

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CONFIGURACION DEL HARDWARE • Este es uno de los puntos mas importantes en la elaboración del proyecto. • Aquí asignamos direcciones y describimos el funcionamiento que tendrá nuestro hardware

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¿COMO CONFIGURAMOS? 1.

Para acceder al menú de configuración de hardware debemos situarnos sobre nuestro PLC o sobre el dispositivo que queremos configurar y damos clic derecho para optar por “PROPIEDADES” También podemos acceder situándonos sobre el dispositivo y utilizando el atajo de teclas Alt+Enter

2.

Debemos configurar nuestro PLC para poder cargar nuestro proyecto, abrir el menú de propiedades de nuestro PLC.

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SIMATIC S7-1200 3. Configurar la IP deseada en nuestro proyecto.

IMPORTANTE: Si no es la primera vez que trabajas con el PLC, no se restableció a ajustes de fabrica y tiene una IP definida por favor ve a la sección REESTABLECER IP.

4. Seleccionamos la opción establecer conexión online

en la barra de

menús del TIA Portal. 5. Aparece la ventana Establecer conexión online

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SIMATIC S7-1200 Se abrirá el recuadro anterior, debemos elegir nuestro tipo de interfaz PG/PC, en nuestro caso será Profinet: 6. Damos clic en “actualizar” y aparecerán todos los dispositivos en nuestra red Profinet. 7. Por ultimo seleccionamos nuestro CPU y damos clic en la opción “conectar”. © Siemens AG 2011. All Rights Reserved. Industry Sector

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REESTABLECER IP • En muchas ocasiones, el PLC con el que trabajamos fue configurado y se le ha asignado una dirección IP; debemos seguir los siguientes pasos para poder trabajar con el. 1. En nuestra serie de menús, elegimos el que dice ONLINE y dentro

elegimos

la

opción

CARGA

AVANZADA

EN

DISPOSITIVO © Siemens AG 2011. All Rights Reserved. Industry Sector

SIMATIC S7-1200 2. Se abrirá una ventana, debemos elegir la interfaz de comunicación: 3. Seleccionamos la opción mostrar dispositivos compatibles 4. Se mostrará una tabla con los dispositivos disponibles, debemos anotar la dirección IP actual del CPU.

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SIMATIC S7-1200 5. La dirección IP obtenida la colocamos en el CPU de nuestro proyecto mediante la configuración de hardware y procedemos a cargar.

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ESTRUCTURA DEL PROGRAMA Puedes dividir tu programa en secciones individuales como sea requerido.

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BLOQUES DE ORGANIZACIÓN Los bloques de organización representan la interfaz entre el sistema operativo y el programa de control. Solo son llamados cuando un evento especifico ocurre.

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MAIN [OB1] Para poder comenzar a ejecutar el programa debe existir por lo menos un OB de ciclo en el proyecto. El sistema operativo llama este OB de ciclo una vez por scan, iniciando con ello la ejecución del programa de usuario. Main [OB1]

Main[OB1] es un bloque de organización por default en nuestro programa y en él se puede realizar el programa de control y llamar diversos bloques de función. © Siemens AG 2011. All Rights Reserved. Industry Sector

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BLOQUES DE FUNCIÓN Son bloques donde se realiza la programación de nuestro control y que cuentan con una memoria remanente, por lo cual las variables de este bloque son guardadas después de desenergizar el CPU.

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FUNCIONES Estos bloques también son utilizados para programar nuestro control pero no cuenta con una memoria remanente para nuestras variables.

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BLOQUES DE DATOS Mediante la programación de los bloques de datos, podemos administrar y elegir el formato que tendrán nuestros datos (INT,Real,DINT) además podemos estructurar nuestros datos y utilizarlos en nuestra programación.

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TIPOS DE DATOS • Bool El Bit es la unidad de una señal binaria, por lo tanto, un Bit es la unidad menor de memoria y puede adoptar únicamente dos estados,0 ó 1. Bit

• Byte

Off

On

El Byte es una localidad de memoria compuesta por 8 Bits, es decir, en un Byte podemos almacenar 8 caracteres binarios sucesivos. • Word y double word

7

6

5

4

3

2

1

0

La Word es una localidad de memoria compuesta por 16 Bits (dos bytes), mientras que la double Word esta conformada de 32 bits (2 words o 4 bytes), consecutivos. © Siemens AG 2011. All Rights Reserved. Industry Sector

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IDENTIFICADORES DE MEMORIA Función

Dirección

Descripción

Entrada

I x.z

Dirección de entradas

Salida

Q x.z

Dirección de salidas

Memoria

M x.z

Dirección de memoria interna

Donde x = Byte del área de memoria deseada; y z = bit elegido dentro del byte. © Siemens AG 2011. All Rights Reserved. Industry Sector

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DIRECCIONAMIENTO Y TABLA DE VARIABLES Como ya sabemos, podemos crear programas de control utilizando la dirección de entradas y salidas (Ejemplo: Entrada = I1.0, Salida = Q2.0, etcétera). Pero para comodidad del programador podemos asignar una “Tag” o etiqueta que nos permitirá identificarla de manera eficaz.

DIRECCIONAMIENTO SENCILLO 1. Creamos nuestro contacto 2. Tecleamos el nombre correspondiente (El nombre se subrayara en rojo) 3. Damos clic derecho sobre el contacto y se abrirá la siguiente tabla © Siemens AG 2011. All Rights Reserved. Industry Sector

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DIRECCIONAMIENTO SENCILLO (continuación)

■ En esta tabla podemos definir nuestra variable

 En “Sección” elegimos si nuestra variable es una memoria, una entrada o una salida.  En “Dirección” asignamos el Byte y el bit de nuestra memoria, entrada o salida.  Tambien podemos elegir el tipo de dato que estamos usando( Booleano, Word, INT, Etc.) © Siemens AG 2011. All Rights Reserved. Industry Sector

SIMATIC S7-1200 4. Solo Resta escribir nuestros parámetros y dar clic en Definir.

4. El símbolo y la entrada son asignados a la programación del PLC, como se muestra a continuación.

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TABLA DE VARIABLES Para evitar que realicemos este paso por cada variable de nuestro programa podemos crear una tabla para introducir todas nuestras variables y direccionarlas cada una. 1. De nuestro árbol de proyecto abrimos la carpeta “variables PLC” y abrimos “agregar tabla de variables” 2. Se creara una nueva tabla donde podremos definir nuestras variables.

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INSTRUCCIONES LÓGICAS CON BITS  Contacto normalmente abierto  Contacto normalmente cerrado

Este contacto se cierra cuando el bit asociado vale “1”; si es el bit es = “0”, se abre. Este contacto se cierra cuando el bit asociado vale “0”; si es el bit es = “1”, se abre. Si la “corriente” logra llegar a esta instrucción,

 Asignación

el bit asociado vale “1”; de lo contrario, vale “0”. © Siemens AG 2011. All Rights Reserved. Industry Sector

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INSTRUCCIONES LOGICAS CON BITS (continuación) Si la “corriente” logra llegar a esta instrucción, el bit  Set

S

asociado se pone en “1” y permanece en ese estado aún si la(s) condición(es) dejan de cumplirse. Si la “corriente” logra llegar a esta instrucción, el bit

 Reset

R

asociado se pone en “0” y permanece en ese estado aún si la(s) condición(es) dejan de cumplirse.

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PRÁCTICA 1 ARRANQUE Y PARO DE UN MOTOR TRIFÁSICO CON INDICACIÓN DE ESTADO Realizar un programa que ejecute el arranque y paro de un motor trifásico en base a las siguientes condiciones: • Al pulsar el botón arranque, el motor debe trabajar, y permanecer en este estado, aún si se suelta dicho botón. • El motor se detendrá cuando se accione el pulsador de paro o se active la protección térmica del actuador. • Dos lámparas deben mostrar el estado operativo del motor; una verde para cuando se encuentre en reposo, y una roja para el estado activo.

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PRÁCTICA 2 ENCENDIDO DE UNA LÁMPARA DESDE VARIOS PUNTOS. El acceso a una habitación se puede realizar desde tres puertas distintas, en cada una de éstas se encuentra un interruptor que controla el encendido y el apagado de la misma lámpara, si se activa un interruptor no importa el estado de los otros dos, la lámpara deberá cambiar de estado (encendido y apagado). Realizar un programa dentro del bloque Main[OB1] en lenguaje KOP para dar solución al problema anterior.

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PRÁCTICA 3 INTERRUPTOR DE ESCALERA. El acceso a una bodega se puede realizar desde dos puertas, una superior y una inferior, en cada una de éstas se encuentra un interruptor que controla el encendido y el apagado de la misma lámpara, se debe realizar el encendido / apagado de la lámpara desde cualquiera de los dos apagadores, permitiendo el adecuado traslado de un extremo de la escalera, al otro. Realizar el programa dentro de una función llamada APAGADOR ESCALERA.

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PRÁCTICA 4 CAMBIO DE GIRO DE UN MOTOR TRIFÁSICO CON INDICACIÓN DE ESTADO Realizar un programa que ejecute el cambio de giro de un motor trifásico en base a las siguientes condiciones: •

Al pulsar el botón arranque horario, el motor debe trabajar y permanecer así, aún si se suelta dicho botón.

•

Al pulsar el botón arranque antihorario, el motor debe trabajar y permanecer en este sentido, aún si se suelta dicho botón.

•

El programa debe garantizar que no se permita cambiar de giro sin que el motor se encuentre detenido.

•

Tres lámparas deben mostrar el estado operativo del motor; una verde para cuando se encuentre en reposo, y una roja para el estado activo horario y una ámbar para el antihorario.

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PRÁCTICA 5 LLENADO DE TINACO. Realizar

una

función

para

controlar

automáticamente el llenado del tinaco. La bomba podrá llenar el contenedor cuando a éste le haga falta, siempre y cuando la cisterna contenga agua. El llenado del tinaco se detiene cuando se ha llenado o si se termina el agua en la cisterna.

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PRÁCTICA 6

TORRETA

S1

BANDA TRANSPORTADORA. La banda debe operar automáticamente cuando el sensor S1 detecte un paquete. Cuando el paquete llegue a donde se ubica el sensor S2 o si se activa el botón de paro de emergencia, la banda transportadora deberá de detenerse. Una torreta con indicadores verde, ámbar y rojo, mostrarán el estado del sistema;

S2 PARO DE EMERGENCIA

verde cuando la banda se encuentre detenida, ámbar cuando la banda se encuentre en movimiento y roja cuando se active el paro de emergencia. La luz roja permanecerá encendida y la banda detenida mientras no se desenclave el paro de emergencia.

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TEMPORIZADORES Se emplean cuando en la secuencia de control intervienen lapsos de tiempo para la ejecución de tareas.

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TEMPORIZADORES (CONTINUACIÓN) Las instrucciones con temporizadores se utilizan para crear retardos programados:  TP: El temporizador Impulso genera un impulso con una duración predeterminada.  TON: La salida Q del temporizador de retardo al conectar se activa al cabo de un tiempo de retardo predeterminado.  TOF: La salida Q del temporizador de retardo al desconectar se desactiva al cabo de un tiempo de retardo predeterminado.  TONR: La salida Q del acumulador de tiempo se activa al cabo de un tiempo de retardo predeterminado. El tiempo transcurrido se acumula a lo largo de varios periodos de temporización hasta que la entrada R inicializa el tiempo transcurrido. Todos los temporizadores utilizan una estructura almacenada en un bloque de datos para mantener los datos. El bloque de datos se asigna al colocar la instrucción de temporización en el editor. © Siemens AG 2011. All Rights Reserved. Industry Sector

SIMATIC S7-1200 %DB1 “IEC_Timer_0”

Timer Pulse (TP)

TP Time IN

Q

PT

ET

PT es el tiempo de trabajo del timer; por ejemplo T#1m3s. Al valor de conteo del temporizador se accede como “IEC_Timer_0”.ET; mientras que el bit de tiempo alcanzado se direcciona como “IEC_Timer_0”.Q.

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SIMATIC S7-1200 %DB2 “Time_ON”

Timer ON Delay (TON)

TON Time IN

Q

PT

ET

PT es el tiempo de trabajo del timer; por ejemplo T#1m3s. Al valor de conteo del temporizador se accede como “Time_ON”.ET; mientras que el bit de tiempo alcanzado se direcciona como “Time_ON”.Q.

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SIMATIC S7-1200 %DB3 “Time_OFF”

Timer OFF Delay (TOF)

TOF Time IN

Q

PT

ET

PT es el tiempo de trabajo del timer; por ejemplo T#1m3s . Al valor de conteo del temporizador se accede como “Time_OFF”.ET; mientras que el bit de tiempo alcanzado se direcciona como “Time_OFF”.Q.

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SIMATIC S7-1200 %DB3 “Time_Ret”

Timer ON Delay Retentive (TONR)

TONR Time IN R

Q ET

PT

PT es el tiempo de trabajo del timer; por ejemplo T#1m3s. Al valor de conteo del temporizador se accede como “Time_Ret”.ET; mientras que el bit de tiempo alcanzado se direcciona como “Time_Ret”.Q.

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MARCAS Y DETECCIÓN DE FLANCOS El área de marcas (memoria M) puede utilizarse para relés de control y datos para almacenar el estado intermedio de una operación u otra información de control. Al área de marcas se puede acceder en formato de bit, byte, palabra o palabra doble. Se permiten accesos de lectura y escritura al área de marcas. Bit

M[dirección del byte].[dirección del bit]

M26.7

Byte (B), palabra (W) o palabra doble (D)

M[tamaño][dirección del byte inicial]

MB20, MW30, MD50

El tamaño bit se utiliza para almacenar un estado lógico (0 ó 1); el byte (8 bits) se emplea para almacenar un valor entero de 0 a 255; la palabra (16 bits) se necesita para almacenar valores enteros entre -32,768 a +32767, o de 0 a 65535; mientras que una palabra doble (32 bits) se requiere para almacenar números enteros entre -2.147.483.648 a 2.147.483.647 o 0 a 4.294.967.295 , o números reales. © Siemens AG 2011. All Rights Reserved. Industry Sector

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MARCAS Y DETECCIÓN DE FLANCOS (continuación) “IN”

El contacto Flanco Positivo permite el paso de la “corriente” por un ciclo de

P

programa, cuando la condición que se desea monitorear (“IN”) cambia de

“M_BIT”

condición “no cumplida” a “cumplida”. El instante del cambio de estado es detectado gracias al estado de “M_BIT”, la marca que almacena el estado anterior de “IN”.

“IN”

El contacto Flanco Negativo permite el paso de la “corriente” por un ciclo de

N

programa, cuando la condición que se desea monitorear (“IN”) cambia de

“M_BIT”

condición “cumplida” a “no cumplida”. El instante del cambio de estado es detectado gracias al estado de “M_BIT”, la marca que almacena el estado anterior de “IN”.

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EJEMPLO DE APLICACIÓN DE MARCAS Y DETECCIÓN DE FLANCOS Elaborar un programa que ejecute el control de la prensa hidráulica que se muestra, la cual cuenta con dos botones pulsadores, uno para

Botón para mano izquierda

Botón para mano derecha

cada mano. Cuando ambos botones sean presionados, el cilindro de la prensa se extiende y permanecerá así por el tiempo que permanezcan activos ambos botones. El programa, por seguridad, debe garantizar que el cilindro se retraiga en cuanto se suelte alguno de los botones y que no se extienda con sólo volver a presionar el botón liberado; será necesario soltar ambos botones y volver a presionarlos, para que el cilindro se extienda.

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EJEMPLO DE APLICACIÓN DE MARCAS Y DETECCIÓN DE FLANCOS

(continuación)

En el momento justo en el que se presione el botón izquierdo, guardar este estado en una marca.

En el momento justo en el que se presione el botón derecho, guardar este estado en otra marca.

Cuando los dos estados de los botones presionados valgan “1”; extender el cilindro hidráulico; de lo contrario, retraerlo. En el momento justo en el que alguno de los botones se suelte, hacer que los estados de los dos botones presionados sea igual a “0” . © Siemens AG 2011. All Rights Reserved. Industry Sector

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PRÁCTICA 7 ARRANQUE Y PARO AUTOMÁTICO DE UN MOTOR TRIFÁSICO CON INDICACIÓN DE ESTADO Realizar un programa que ejecute el arranque y paro de un motor trifásico en base a las siguientes condiciones: •

Al pulsar el botón arranque, el motor debe trabajar, y permanecer en esta estado, aún si se suelta dicho botón.

•

El motor se detendrá cuando se accione el pulsador de paro, o se active la protección térmica del actuador, o hallan transcurrido 12 segundos de trabajo.

•

Dos lámparas deben mostrar el estado operativo del motor; una verde para cuando se encuentre en reposo, y una roja para el estado activo.

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PRÁCTICA 8 CAMBIO DE GIRO AUTOMÁTICO DE UN MOTOR TRIFÁSICO CON INDICACIÓN DE ESTADO Realizar un programa que ejecute el cambio de giro automático de un motor trifásico en base a las siguientes condiciones: •

Al pulsar el botón arranque, el motor debe trabajar en sentido horario y permanecer en este sentido, aún si se suelta dicho botón; por espacio de 10 seg.

•

Al terminar el sentido horario el motor debe entrar en una primera etapa de frenado por espacio de 5 segs.

•

Al término de la primera etapa de frenado, el motor arranca automáticamente en sentido antihorario, por otros 12 segs.

•

Cuando este tiempo se cumpla, el motor entra en una segunda etapa de frenado por otros 5 segs.

•

Una vez concluida la segunda etapa de frenado, el motor arranca automáticamente en sentido horario, con lo que el ciclo descrito se repite.

•

El botón de paro detiene el motor independientemente del sentido de giro, mientras que el térmico solamente apaga a su contactor.

•

Tres lámparas deben mostrar el estado operativo del motor; una verde para cuando se encuentre en reposo, y una roja para el estado activo horario y una ámbar para el antihorario.

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PRÁCTICA 9

TORRETA

S1

BANDA TRANSPORTADORA CON PARO AUTOMÁTICO La banda debe operar automáticamente cuando el sensor S1 detecte un paquete. Cuando el paquete llegue a donde se

S2

ubica el sensor S2 o si se activa el botón de paro de emergencia, o si en 15 segundos S2 no detecta paquete, la banda transportadora deberá de detenerse. Una torreta con indicadores

PARO DE EMERGENCIA

verde, ámbar y rojo, mostrarán el estado del sistema; verde cuando la banda se encuentre detenida, ámbar cuando la banda se encuentre en movimiento y roja cuando se active el paro de emergencia. La luz roja permanecerá encendida y la banda detenida mientras no se desenclave el paro de emergencia.

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PRÁCTICA 10 SISTEMA DE MEZCLADO El siguiente sistema debe iniciar en cuanto se accione el botón ON y al VALV 1

seleccionar una de las tres recetas (A, B, o C). Primero se abre la válvula 1

VALV 2

VALV 3

por el tiempo definido, al término de éste se abre la válvula 2 y a la conclusión de este tiempo se apertura la válvula 3 y se cerrará cuando

AGITADOR A

termine su tiempo. El agitador inicia su operación en cuanto arranque el sistema y se detendrá en cuanto concluya su ciclo.

ON

B

Los tiempos operativos se definen de acuerdo a la siguiente tabla: RECETA

VÁLVULA 1

VÁLVULA 2

VÁLVULA 3

AGITADOR

A

3 seg

2 seg

4 seg

12 seg

B

5 seg

6 seg

2 seg

14 seg

C

2 seg

4 seg

5 seg

13 seg

C OFF

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INSTRUCCIONES DE COMPARACIÓN Las instrucciones de comparación se utilizan para comparar dos valores de un

“IN1” == Int

mismo tipo de datos. Si la comparación de contactos KOP es TRUE (verdadera), se activa el contacto.

“IN2”

TIPO DE RELACIÓN

LA COMPARACIÓN SE CUMPLE SI:

==

IN 1 es igual a IN 2.

IN 1 es diferente de IN 2.

>=

IN 1 es mayor o igual a IN 2.

IN 1 es mayor que IN 2.


= PV.

QD

Bool

Es verdadero si CV