Guia Teorica Lab5

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DEL PER FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIA

Laboratorio de Ingeniera Electrnica IEE316

CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES

OBJETIVO

El objetivo de este laboratorio es dar a conocer las caractersticas, el funcionamiento y programacin de los controladores lgicos programables (PLC) y su aplicacin en el desarrollo de sistemas elctricos.

COMPONENTES A UTILIZAR

Controlador Lgico programable SIEMENS S7-200 (CPU 224) Computadora personal Software de programacin Microwin Step 7 Pulsadores Sensores Magnticos Lmparas Reles

FUNDAMENTO TEORICO

Un controlador lgico programable es un dispositivo electrnico basado en un microcontrolador que desarrolla las mismas funciones de la lgica cableada. La cual nos da la posibilidad de poder crear programas tan complejos como uno lo desee con la facilidad de poder almacenarlos en memoria de tal modo que la modificacin de algn programa y correccin de este se realiza de manera ms fcil y sencilla. La programacin de los controladores lgico programables se realiza mediante lgica Booleana o Ladder. El lenguaje ladder o escalera es el ms representativo y es el que se utilizar para programar el PLC. El PLC es un dispositivo que cuenta con interfaces de entrada y salida que le permite interactuar con componentes conectados a l. Sin embargo, aunque los PLCs fueron creados para reemplazar la lgica cableada, hoy en da se tienen PLCs que cuentan con entradas y salidas analgicas.

PARTES DE UN PLC

Fuente de Alimentacin: Adapta la tensin de red (24VDC, 120 220 VAC) para l funcionamiento de los circuitos electrnicos del PLC que generalmente estn entre 5 y 24VDC. Puede estar o no integrada a la unidad central de procesos y proporciona adems, energa a los mdulos de E/S.

Unidad Central de Proceso (CPU): Contiene el microprocesador que se encarga de las tareas de control propiamente dicha; recibe e interpreta las seales de entrada, realiza las acciones lgicas necesarias en funcin al programa de usuario y maneja las salidas.

Mdulo de Entradas: Se encarga de realizar la interfaz entre las seales de entrada y el procesador. Las entradas pueden ser de dos tipos principales: Discretas: Presenta slo dos estados posibles: ON/OFF; encendido/apagado. Analgicas: Este tipo de entradas permite la interaccin con sensores de flujo, presin, temperatura, etc.

Mdulo de Salidas:



Realiza la interaccin con los actuadores. Recibe las seales de control del CPU y las exterioriza para controlar los dispositivos de salida. Los mdulos de salida tambin pueden manejar salidas Analgicas o discretas.

Mdulo de Programacin: Permite el ingreso del programa de usuario a la memoria del PLC. Este mdulo puede considerarse compuesta del propio equipo o dispositivo de programacin y del lenguaje de programacin que Incluye las instrucciones de las tareas a realizar.

PROGRAMACION EN LENGUAJE ESCALERA El entorno de programacin del lenguaje escalera se basa en la insercin de smbolos en renglones y en ellas se insertan las condiciones de entrada ubicadas al lado izquierdo o parte condicional y las salidas ubicadas al lado derecho o parte ejecutiva. De modo tal que el programa realiza un barrido de las condiciones de entrada y salida del programa ingresado por el usuario. El proceso de actualizacin de las salidas y/o entradas se realiza mediante un barrido de izquierda a derecha en cada rengln y de arriba hacia abajo para el resto del programa.

Todas las seales de entrada como los pulsadores, contactos auxiliares o simplemente posiciones de memoria se representan mediante un smbolo parecido al de un condensador y todas las salidas mediante una bobina.

PLC S7-200 de SIEMENS

El objetivo inicial es proporcionarle los conocimientos bsicos para utilizar el S7-200 en un breve tiempo. Veremos la programacin en esquema de contactos (programacin ladder), para ello emplearemos el software MICROWIN STEP 7.

Procedimiento 1. Reconocimiento del Hardware Las partes del PLC S7-200, se muestra en la figura:



NOTA: Dependiendo de la CPU (221/222/224) del S7-200 las partes pueden variar ligeramente

2. Conexionado del PLC a la PC

El cable de programacin PC/PPI sirve para conectar un PC al PLC S7-200. Conecte la tensin de alimentacin del PLC. El LED STOP o RUN se debera encender.

Coloque el selector de modo de la CPU en posicin TERM o RUN. El selector de modo est ubicado detrs de la tapa pequea en el lado frontal de la CPU. Mientras hace esto observe el color de los LEDs STOP, RUN en el PLC El modo de operacin (RUN o STOP) slo se puede controlar de forma remota (desde la PC) si el selector est en la posicin TERM o RUN.



3. Conexionado de dispositivos al PLC Realice la conexin de entradas y salidas al PLC como se muestra en la figura:

Todas las conexiones realcelo con el PLC apagado.

4. Software MicroWin STEP 7 Ejecute el software V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6. La pantalla que se presenta ser la siguiente:



A continuacin expliquemos algunas partes del Software que emplearemos. Observe que el acceso a una opcin determinada se puede realizar de diferentes puntos, por ejemplo en la figura vemos que para poder acceder algunas opciones (ver el programa, la tabla de smbolos, tabla de estado, configuracin de la comunicacin, etc) se puede realizar desde los botones (iconos) del lado izquierdo o desde el explorador de navegacin

5. Configurar la comunicacin del S7-200

Haga clic en el icono "Comunicacin" en la barra de navegacin o desde los iconos. Se desprende la ventana que se muestra en la figura. Haga doble clic en el campo correspondiente para actualizar la visualizacin. La CPU Conectada se detectar y se registrar automticamente.



Si no se detecta la CPU o si aparece un aviso indicando que la comunicacin no es posible, haga doble clic en el campo Cable PC/PPI. Seleccione Cable PC/PPI en el cuadro de dilogo Ajustar interface PG/PC y haga clic en Propiedades. En la ficha PPI, ajuste la direccin de estacin a 0 y la velocidad de transferencia a 9,6 kbit/s. En la ficha Enlace local, seleccione el puerto USB. Haga clic en Aceptar para confirmar todos los ajustes realizados y para cerrar el cuadro de dilogo Propiedades.

Haga clic en Aceptar para cerrar el cuadro de dilogo Ajustar interface PG/PC. La direccin de estacin no puede tener el mismo nmero que la direccin de la CPU.

BrianResaltar

BrianResaltar



Haga doble clic en el campo correspondiente del rea Comunicacin para actualizar la visualizacin. La CPU se detectar y se registrar automticamente. Este proceso puede tardar unos segundos. Despus, haga clic en Aceptar para cerrar el cuadro de dilogo Comunicacin

6. Primera Prueba de funcionamiento Para efectuar el primer test de funcionamiento, proceda de la manera siguiente:

Coloque el selector de modo de la CPU en posicin TERM o RUN. El selector de modo est ubicado detrs de la tapa pequea en el lado frontal de la CPU. El modo de operacin (RUN o STOP) slo se puede controlar de forma remota si el selector est en la posicin TERM o RUN.

Si el modo no cambia, compruebe el cable de conexin entre el PC y el PLC, as como los ajustes de configuracin en STEP 7-Micro/WIN.

Desde el PC, conmute el S7-200 a modo STOP y luego nuevamente a RUN.

El LED RUN verde se encender en el PLC en modo RUN. El LED STOP amarillo se encender en el PLC en modo STOP. La conexin entre el PC y el PLC estar configurado correctamente si el modo de operacin del PLC se puede conmutar desde el PC.

7. Primer ejemplo de programacin Escribiremos el primer programa. En las CPUs 224, 224XP y 226 es posible editar los programas en runtime, es decir, mientras la CPU est en modo RUN.

BrianResaltar



Primero apreciemos ms de cerca la estructura del programa de la CPU en el lenguaje Esquema de contactos (KOP). Este tipo de representacin es muy parecido a un esquema de conexiones.



Note que el esquema de contactos (KOP), es el modo de visualizacin mas parecido a un esquema elctrico. Sin embargo no es la nica forma de programar y/o visualizar, hay dos modos de visualizacin (Visualizacin AWL y visualizacin FUP).

Los segmentos se usan para estructurar los programas, en cada segmento se inserta un circuito. Para cargar el programa en la CPU (del PLC), emplee las opciones de la barra de herramientas como se observa, y proceda de la manera siguiente:

a. Compile el proyecto haga clic en el botn de la barra de herramientas. Si aparece algn error, deber corregir el programa.

b. Estando el selector de modo en la posicin TERM o RUN, haga clic en el botn de la barra de

herramientas Cargar en CPU . El proyecto se compilar automticamente (en caso de no haber hecho el paso (a). Aparecer la siguiente ventana y haga clic en el botn Cargar en CPU



c. Si el proyecto no contiene errores, aparecer un aviso indicndole que cambie la CPU a modo STOP. Haga clic en Aceptar para cambiar la CPU a modo STOP. El proyecto se cargar en la CPU.

d. Una vez cargado el proyecto correctamente en la CPU, aparecer un aviso indicndole que vuelva a cambiar la CPU a modo RUN. Haga clic en el botn S para volver a cambiar la CPU a modo RUN.

Hasta aqu ya puede probar el programa en el PLC, presione el pulsado conectado al PLC y observe lo que sucede. * Note que puede utilizar los botones de la barra de herramientas: RUN y STOP para ejecutar o detener el programa dentro del PLC

Visualizacin del estado (online): adicionalmente elija el comando del men Test > Iniciar estado del programa/ para activar la visualizacin del estado del esquema de contactos. As podr visualizar el estado de los operandos en el PLC.



En el ejemplo, el pulsador START est conectado a la entrada I0.4. Si acciona el pulsador y visualiza el estado del programa en KOP, las operaciones por las que circula corriente (es decir, las que tienen el estado verdadero) se representarn en azul. El estado de las operaciones se lee cclicamente del PLC y se actualiza en la pantalla.

A este respecto, online significa que es posible analizar desde el PC/PG lo que est sucediendo en el PLC para visualizar los estados actuales y sus cambios cclicos.



Para terminar la visualizacin de estado (online): elija el comando del men Test > Iniciar estado del programa/ para desactivar la conexin en lnea PC-PLC

Operaciones de temporizacin

Dentro de la temporizacin hemos de diferenciar entre tres tipos de relojes: a. Temporizador de retardo a la conexin (TON). b. Temporizador de retardo a la conexin memorizado (TONR). c. Temporizador de retardo a la desconexin (TOF). Las operaciones temporizador de retardo a la conexin y temporizador de retardo a la conexin memorizado cuentan el tiempo al estar activada (ON) la entrada de habilitacin. Si el valor actual (Txxx) es mayor o igual al valor de preseleccin (PT), se activa el bit de temporizacin (bit T). Cuando la entrada de habilitacin est desconectada (OFF), el valor actual se borra en el caso del temporizador de retardo a la conexin. En cambio, se conserva en el temporizador de retardo a la conexin memorizado. ste ltimo sirve para acumular varios perodos de tiempo de la entrada en ON. Para borrar el valor actual del temporizador de retardo a la conexin memorizado se utiliza la operacin poner a 0 (Reset).



Tanto el temporizador de retardo a la conexin como el temporizador de retardo a la conexin memorizado continan contando tras haberse alcanzado el valor de preseleccin y paran de contar al alcanzar el valor mximo de 32767.

Bibliografa:

1) Manual de Controladores Lgicos Programables CETAM PUCP 2) Manual de programacin de Controladores Programables Siemens S7-200

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