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1Tema: S7-1200, Valores Analgicos.

Conocer como se opera con valores analgicos en el PLC S7-1200 de Siemens

Conectar correctamente las entradas analgicas integradas del PLC Utilizar las instrucciones de escalado y normalizacin para las variables analgicas Conectar correctamente las salidas a rel del PLC

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 alimentacin de 120-240 VAC 1 Fuente variable de voltaje de 0 a 10VDC o en su defecto 1 fuente de alimentacin

+/-15 VDC [SO3538-8D] y 1 mdulo de referencia de voltaje [SO3536-5A] 1 Voltmetro 1 Fuente de voltaje de 12VDC 1 Ventilador para computadora de 12VDC 3 Cables de conexin de 4mm 2 Cables de conexin de 4mm a 2mm 4 Puentes de conexin

Seales analgicas

A diferencia de una seal binaria para el PLC, que solo puede adoptar los estados de seal"Tensin presente +24V" y "Tensin no presente 0V", las seales analgicas pueden adoptarcualquier valor dentro de un rango determinado. Un ejemplo tpico de sensor analgico es unpotencimetro. En funcin de la posicin del botn rotativo, se puede ajustar cualquierresistencia hasta un valor mximo.

Ejemplos de magnitudes analgicas en la tecnologa de control:

Autmatas Programables. Gua 7

Objetivo General

Objetivos Especficos

Material y Equipo

Introduccin Terica

Facultad: IngenieraEscuela: ElectrnicaAsignatura: Autmatas ProgramablesLugar de ejecucin: Instrumentacin y Control (Edificio 3, 2da planta)

2 Temperatura -50 ... +150 C Caudal 0 ... 200 l/min Velocidad 500 ... 1500 rpm, etc.

Estas magnitudes se transforman con un transductor de medida en tensiones, corrientes oresistencias elctricas. Si se desea, p. ej., registrar una velocidad, el rango de velocidad de500 ... 1500 rpm se puede convertir en un rango de tensin de 0 ... +10 V con un transductorde medida. A una velocidad medida de 865 rpm, el transductor de medida emitira un valor detensin de +3,65 V.

Figura 1. Conversin de un rango de velocidad a un rango de voltaje.

Si se procesan magnitudes analgicas con un PLC, el valor de tensin, corriente oresistencia ledo debe convertirse en informacin digital. Esta transformacin se denominaconversin analgica-digital (conversin A/D). Esto significa que, p. ej., el valor de tensin de3,65 V se almacena como informacin en una serie de posiciones binarias. Cuantas msposiciones binarias se utilicen para la representacin digital, ms fina ser la resolucin.

Entradas analgicas integradas en el PLC S7-1200

El PLC S7-1200 posee dos entradas analgicas integradas de voltaje con un rango de 0 a10V, con una resolucin de 10 bits y un rango total de 0 a 27648.

Figura 2. Valor digitalizado de entradas de voltaje integradas del PLC S7-1200.

En la Vista general de dispositivos" se pueden controlar las direcciones de lasentradas/salidas o tambin ajustarse de nuevo. Aqu las entradas analgicas integradas de laCPU tienen las direcciones %IW64 e %IW66 (Ver Figura 3).


3Tipos de Datos

Para el procesamiento de los valores analgicos son muy importantes los tipos de datos"INT" y "REAL", ya que los valores analgicos ledos tienen formato de nmeros enteros"INT" y para que el procesamiento posterior sea exacto, teniendo en cuenta los errores deredondeo de "INT", solo se consideran los nmeros en coma flotante "REAL".

Figura 3. Vista general de dispositivos para conocer la direccin de las entradas analgicasintegradas en el PLC S7-1200.

Normalizacin y Escalado de valores analgicos

Si se dispone de un valor de entrada analgico en forma digitalizada, este debe normalizarsepor regla general para que los valores numricos coincidan con las magnitudes fsicas. Paraque estas se realicen con la mayor exactitud posible, para la normalizacin debentransformarse los valores al tipo de datos REAL, para minimizar los errores de redondeo.

La instruccin para normalizar en S7-1200 es NORM_X, la cual normaliza el valor de lavariable de la entrada VALUE representndolo en una escala lineal. Los parmetros MIN y


4MAX sirven para definir los lmites de un rango de valores que se refleja en la escala. Enfuncin de la posicin del valor que se debe normalizar en este rango de valores, se calculael resultado y se deposita como nmero en coma flotante en la salida OUT. Si el valor que sedebe normalizar es igual al valor de la entrada MIN, la salida OUT devuelve el valor "0.0". Siel valor que se debe normalizar es igual al valor de la entrada MAX, la salida OUT devuelveel valor "1.0".

La figura siguiente muestra un ejemplo de cmo pueden normalizarse los valores:

Figura 4. Normalizacin de valores.

La instruccin "Normalizar" utiliza la siguiente ecuacin:

OUT = (VALUE MIN) / (MAX MIN)

Si se requiere que el valor ledo est dentro de un rango especfico se debe realizar unproceso de escalado, La instruccin para escalar en S7-1200 es SCALE_X, que escala elvalor de la entrada VALUE mapendolo en un determinado rango de valores. Al ejecutar lainstruccin "Escalar", el nmero en coma flotante de la entrada VALUE se escala al rango devalores definido por los parmetros MIN y MAX. El resultado de la escala es un nmeroentero que se deposita en la salida OUT.

La figura siguiente muestra un ejemplo de cmo pueden escalarse los valores:

Figura 5. Escalado de valores.

La instruccin "Escalar" utiliza la siguiente ecuacin:

OUT = [VALUE (MAX MIN)] + MIN


51. Sin energizar an el PLC, conecte L1 y N para alimentar el PLC, luego conecte ala entrada analgica AI0 y a 2M a una fuente variable de voltaje de 0 a 10V (Sinodispone de una fuente en este rango conecte 1 fuente de alimentacin +/-15 VDC[SO3538-8D] y 1 mdulo de referencia de voltaje [SO3536-5A] para obtener una salidade 0 a 10V como se muestra en la Figura 6), finalmente conecte la entrada 2M con Mdel PLC para tener la misma referencia.

2. Pida al docente de laboratorio que revise las conexiones antes de continuar,energice el PLC, descargue y ejecute el programa mostrado en la Figura 7.

Figura 6. Conexin de entrada Analgica AI0 a una fuente variable de 0 a 10V.


Procedimiento

6Figura 7. Normalizado y escalado de entrada analgica AI0.

3. Vare la perilla de la fuente variable de voltaje conectada a AI0 a los valores indicadosen la Tabla 1 y anote los valores obtenidos en IW64, MD4 y MD8.

Tabla 1. Valores obtenidos a diferentes valores del voltaje de entrada.

7. Realice un programa de control de temperatura ON OFF. El sistema cuenta con untransductor de temperatura que da 1V por cada 10 C conectado a la entradaanalgica AI0, cuando se detecta que el valor de temperatura sobrepasa el valor de50C se activar un sistema de refrigeracin conectado a la salida a rel Q0.0.Para simular el transductor de temperatura utilice una fuente variable de 0 a 10V (0 a100 C).Para simular el sistema de refrigeracin utilice un ventilador de computadora de12VDC conectado como se muestra en la Figura 8.


Valor obtenido Voltaje de Entrada0V 5V 10VIW64MD4MD8

7Figura 8. Conexin de salida a rel Q0.0 del PLC S7-1200.

8. Modifique el programa realizado en el paso anterior para que el sistema tenga unahistresis de 1V (10 C).

9. Desenergice el PLC, desconecte el sistema, apague la computadora y dejeordenado su puesto de trabajo.

1. Presente el funcionamiento de los programas que se le solicitaron en el procedimiento.

1. Investigue acerca de los lazos de regulacin PID del S7-12002. Investigue sobre el panel de sintona para la puesta en marcha del PID del S7-1200

Siemens. Simatic S7-1200 Easy book Manual del Producto. 04/2012. A5E02486778-05.

Documentacin didctica SCE para la solucin de automatizacin homognea TotallyIntegrated Automation (TIA). Mdulo TIA Portal 010-050 Procesamiento de los valoresanalgicos en SIMATIC S7-1200


Anlisis de Resultados

Investigacin Complementaria

Bibliografa

8EVALUACION

% 1-4 5-7 8-10 Nota

CONOCIMIENTO 25% Conocimiento deficiente de los fundamentos tericos

Conocimiento y explicacin incompleta de los fundamentos tericos

Conocimiento completo y explicacin clara de losfundamentos tericos

APLICACIN DEL CONOCIMIENTO

70%No hace, no realiza:- Carga del programa de ejemplo- Anlisis de la lectura de valores analgicos- Anlisis de las funciones de normalizacin y escalado- Control ON-OFF

Realiza de forma incompleta:- Carga del programa de ejemplo- Anlisis de la lectura devalores analgicos- Anlisis de las funciones de normalizacin y escalado- Control ON-OFF

Realiz con poca dificultad todos los procedimientos y anlisis

ACTITUD 2.5% Es un observador pasivoParticipa ocasionalmenteo lo hace constantemente pero sincoordinarse con su compaero

Participa propositiva e integralmente en toda la prctica

2.5%Es ordenado; pero no hace un uso adecuado de los recursos

Hace un uso adecuado de los recursos, respeta las pautas de seguridad, pero es desordenado.

Hace un manejo responsable y adecuado de los recursos conformea pautas de seguridad e higiene.

TOTAL 100%

Hoja de cotejo: 7


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Docente: GL: Fecha:

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