GUIA_APRENDIZAJE_S7300_Nª1_NIVEL BASICO

5/10/2018 GUIA_APRENDIZAJE_S7300_Nª1_NIVEL BASICO - slidepdf.com

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Manual de formación

para soluciones generales en automatización

GUIA DE APRENDIZAJE

PLC S7-300 Programación con STEP 7

Asignatura: Autómatas Programables

Curso : PLC NIVEL 1

Página 1

INACAP CONCEPCIÓNTALCAHUANOINGENIERÍA EN AUTOMATIZACIÓN Y

CONTROL INDUSTRIAL



1. Notas para la programación del SIMATIC S7-300 con STEP 7

1.1 Autómata SIMATIC S7-300

El autómata SIMATIC S7-300 es un módulo de control de gama baja para controles pequeños y

medianos.

Para una óptima adaptación en las tareas a automatizar existe una ampliación en los grupos de trabajo.El Autómata S7 contiene en el bastidor, una CPU y grupos de entradas y salidas (I/Q grupos).

Normalmente contiene también procesadores de comunicación y módulos de funciones para tareas

especiales, como p.e. la regulación de un motor.

El programa almacenado en el Autómata (PLC) controla y regula, con el programa S7, una máquina o

un proceso.

El grupo de E/A se comunica con el programa S7 a través de las direcciones de entrada y salida.

La programación del sistema se realiza con el Software STEP 7.

2. SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN DEL STEP 7

El Software STEP 7 es la herramienta de programación para el autómata

- SIMATIC S7-300

- SIMATIC S7-400

Con el STEP 7 se pueden utilizar las siguientes funciones para la automatización de una instalación:

- Configuración y parametrización del hardware

- Establecer la comunicación

- Programación

- Test, formación y servicio

- Documentación

- Uso y diagnóstico de las funciones

Todas las funciones están apoyadas en la ayuda Online.

Página 2



3. INSTALACIÓN DEL SOFTWARE STEP 7

Existen dos variantes de STEP 7:

- STEP 7 Versión básica posibilita la utilización del paquetes opcionales como S7- GRAPH o

S7- PLCSIM. Este paquete precisa autorización.

- STEP 7 Mini como versión introductiva sin autorización. Aquí no se pueden utilizar las opcionesdel paquete opcional con ejemplos S7- PLCSIM o S7- GRAPH.

4. PROGRAMACIÓN DE LA INTERFACE (PC- ADAPTADOR)

Para por programar una estación SIMATIC S7-300 desde el PC o la PG, es necesaria una interface

MPI. MPI se define como Multi Point Interface (Interficie con mútiples puntos). La comunicación de

la interface tiene hasta 32 partes, las cuales se han de programar. Se utilizan para operar y vigiliar

con HMI y para el intercambio de datos entre SIMATIC S7 y CPUs.

Cada CPU del SIMATIC S7-300 posee una inferface integrada.

5. ¿QUÉ ES UN PLC Y PARA QUÉ SE UTILIZAN LOS PLCS?

5.1 ¿QUÉ SIGNIFICAN LAS SIGLAS PLC?

PLC es la apreviatura de Program Logic Control. Describe el control de un aparato en un proceso

(p.e. una impresora para imprimir los periódicos, un equipo de llenado para trasegar el cemento,

una prensa para prensar materiales, etc..

Este suceso corresponde a las aplicaciones de un programa, dónde el programa está guardado en

la memoria del PLC.

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PLCMáquina

Programa coninstrucciones

Guardar

Cargar el programa en lamemoria del PLC

.... control dela máquina



5.2 ¿CÓMO REGULA EL PLC EL PROCESO?El PLC controla el proceso, debido a que determinados Actuadores de las Salidas caracterizan

conexiones del PLC con un control de tensión de, p.e. 24 V. Por eso se pueden conectar y

desconectar motores, abrir y cerrar válvulas o encender y apagar lámparas.

5.3 ¿DE DÓNDE RECIBE EL PLC LA INFORMACIÓN SOBRE EL PROCESO?Las informaciones sobre el proceso que recibe el PLC provienen de los llamados generadores de

señal, las cuales son alterados por las entradas del PLC. Estos generadores de señal pueden ser

p.e. sensores, los que reconocen si un objeto está en una determinada posición o también simples

interruptores o pulsadores, que pueden estar abiertos o cerrados.

5.4 ¿DÓNDE ESTÁ LA DIFERENCIA ENTRE ABIERTO Y CERRADO?

En los generadores de señal existe una diferencia entre abierto y cerrado.

Aquí se muestra un contacto cerrado, es decir, se cierra exactamente cuando está ocupado.

Aquí se muestra un contacto abierto, es decir, se cierra automáticamente cuando no está ocupado.

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24V

24V

M

M

0V

24V

Las salidas del PLC regulan los accionadores através del interruptor de control de voltaje

PLC

Salidas

La lámpara brilla

La lámpar no brilla

0V

Las entradas del PLC captan las informacionessobre los estados del proceso!

PLC

Entradas

Contacto cerrado

Contacto abierto

24V

contacto

desocupado

contacto

abierto

contacto

ocupado

contacto

cerrado

contactodesocupado

contactocerrado

contactoocupado

contactoabierto



5.5 ¿QUÉ SE ENTIENDE COMO SEÑAL DE ENTRADA/SALIDA DEL PLC?

La declaración de una determinada entrada o salida dentro del programa se denomina

direccionamiento.

Las entradas y salidas de los PLCs están comprendidas en general, en 8 grupos de entradas y

salidas digitales. Estas 8 unidades se denominan Byte. Cada uno de estos grupos contiene unnúmero llamado dirreción de Byte.

Para tratar una entrada o una salida dentro de un byte, se ha de descomponer cada byte en ocho

Bits individuales. Estos se numeran del Bit 0 al Bit 7. Así se guarda la dirección del Bit.

El PLC que se describe a continuación tiene las entradas byte 0 y 1 así como las salidas byte 4 y 5.

Para el ejemplo, al cual le corresponde la quinta entrada, se da la siguiente dirección:

I 124 . 4

I Marca del tipo de dirección entrada , 124 dirección del byte y 4 dirección de bit.

La dirección del byte y la dirección del bit están siempre separadas por un punto.

Nota: Para la selección de la quinta entrada se selecciona la dirección de Bit 4, ya que se

empieza a contar con 0.

Para el ejemplo, al cual le corresponde la salida más baja, se da la siguiente dirección:

Q 124 . 7

Q Marca del tipo de dirección entrada, 124 la dirección del byte y 7 la dirección de bit.

La dirección del byte y la dirección del bit están siempre separadas por un punto.

Nota: Para la selección de la salida más baja, se selecciona la dirección de Bit 7, ya que se

empieza a contar con 0.

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5.6 ¿CÓMO SE EJECUTA EL PROGRAMA EN EL PLC?

La ejecución del programa en un PLC realiza el siguiente procedimiento cíclicamente:

1. Después de que el PLC sea conectado, el Procesador pregunta, si las entradas de tensión son

activas o no. El estado de las entradas se guarda en la imagen del proceso de las entradas(PAE). Además se guarda para las entradas de tensión la información 1 o „High“ y para las

entradas sin tensión la información 0 o „Low“.

2. Este procesador empieza a ejecutarse después de guardar el programa en el memoria de

programa. Este contiene una lista de uniones y instrucciones lógicas, las cuales se iran

ejecutando sucesivamente. Para esto se necesitan las información de las entradas que se han

almacenado en el PAE y los resultados lógicos se escriben en una determinada imagen del

proceso de las salidas (PAA). También sobre otras áreas de memoria como marcas,

temporizadores y contadores se extrae información durante la ejecución del programa,

eventualmente desde el procesador.

3. En el tercer paso, después de la ejecución del programa de usuario de estado se transfieren las

PAA a las salidas y este se conecta o se desconecta. A Continuación se ejecuta de nuevo el

punto 1…

Nota: El tiempo que necesita el procesador para este procedimiento se llama tiempo de ciclo. Este

es de nuevo dependiente del número y clase de instrucciones.

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Programa del PLC enla memoria

1. Instrucción2. Instrucción3. Instrucción4. Instrucción...

última instrucción

1. Estado de las entradas enla memoria PAE.

2. Procesamiento de lainstrucción del programapara la instrucción conacceso sobre PAE y PAA,así como marcas,temporizadores ycontadores

3. Estado de las PAA sobre lastransferencia de las salidas.

PAE

Temporizador

Contador

Marca

PAA



5.7 ¿CÓMO SE VEN LAS UNIONES EN UN PROGRAMA EN EL PLC?

Las uniones lógicas se utilizan para determinar las condiciones para conmutar una salida.

En el programa del PLC se pueden utilizar estas uniones para elaborar un esquema de contactos

con el lenguaje (KOP), un diagrama de funciones (FUP) o una lista de instrucciones (AWL).

La unión AND así como OR y la NEGATION de una entrada se utilizan con frecuencia y por ello sedeben aclarar ahora a base de un ejemplo.

5.7.1 UNIÓN ANDEjemplo de una unión AND: Una lámpara debe brillar, si los dos interruptores se cierran

simultáneamente.

Diagrama de contactos:

Aclaración: La lámpara sólo brillará, si ambos interruptores están cerrados. Por lo tanto, si el

interruptor S1 AND S2 están cerrados, brilla la lámpara H1.

Cableado del PLC: Para transportar esta lógica a un programa PLC, se han de cerrar naturalmente

ambos interruptores con las entradas del PLC. Aquí se asigna S1 a la entrada I124.0 y S2 a la

entrada I124.1. Además se ha de cerrar la salida con la lámpara H1 p.e. Q124.0.

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M

24V

PLC

Entradas

Interruptor S1

Interruptor S2

I124.0 0.0

Q124.0Salidas

La lámpara H1 debebrillar, si losinterruptores S1 y S2están cerrados.

24V

I124.1



Unión AND en KOP:

En el diagrama de funciones FUP se programa la unión AND a través de la representación gráfica y

su forma es la siguiente:

5.7.2 UNIÓN OR

Ejemplo de una unión OR: Una lámpara debe brillar, si uno o los dos interruptores están cerrados.


Aclaración:La lámpara sólo brillará, si uno de los dos interruptores está cerrado.

Por lo tanto, si el interruptor S1 OR S2 está cerrado, brilla la lámpara H1.

Cableado del PLC: Para transportar esta lógica en un programa PLC, se han de cerrar

naturalmente ambos interruptores con las entradas del PLC. Aquí se asigna S1 a la entrada I124.0 y

S2 a la entrada I124.1. Además se ha de cerrar la salida con la lámpara H1 p.e. Q124.0.

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Entradas de la unión UND.Se pueden encontrar más de 2entradas!

Salida asignada.

M

M

S1

S2

H1

24V

PLC

Entradas

Interruptor S1

Interruptor S2

I124.0

Q124.0SalidasLa lámpara H1 debebrillar, si el interruptor S1 o S2 está cerrado.

24V

I124.1

24V

24V



Unión OR en KOP:

En el diagrama de funciones KOP se programa la unión OR a través de la representación gráfica y

su forma es la siguiente:

5.7.3 NEGACIÓN

En las uniones lógicas es necesario preguntar repetidamente, si un contacto cerrado no está

ocupado o si un contacto abierto está ocupado y por eso no se aplica ninguna tensión a la

correspondiente entrada.

Esto se produce a través de la programación de una negación en la entrada de la unión AND así

como en la entrada de la unión OR.

En el diagrama de funciones KOP se programa la negación de una entrada con la unión AND a

través de la representación de siguiente símbolo:

La salida Q124.0 será activa, si la I124.1 no es activa y la I124.0 es activa.

5.7.4 Unión OR y AND en conjunto.

En las uniones lógicas es necesario preguntar repetidamente, si un contacto cerrado no está

ocupado o si un contacto abierto está ocupado y por eso no se aplica ninguna tensión a la

correspondiente entrada.


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Entradas de la unión OR.Se pueden encontrar más de2 entradas!

Salida asignada.

Entrada de la unión AND,Con una negación

Representación gráfica del símbolode negación!

24V

M

S1 S2

H1

H1



Aclaración:La lámpara sólo brillará, si el pulsador S1 es presioado, esto es posible ya que S2 está cerrado. Al

encender H1 un contacto auxiliar cambia de estado. Por lo tanto, el enclavamiento logra que H1

permanesca encendido, si en algún momento se presiona el pulsador S2 la lámpara se apaga, y

permanece así, hasta un nuevo cambio en S1.

Cableado en el PLC: Es similar al de la función OR. Solo se reemplaza S2 por un contacto

NC(Normalmente Cerrado).

En el diagrama de funciones KOP se programa la negación I124.1 (STOP o S2 ) de una entrada con

una unión AND con la salida de una unión OR entre I 124.0 ( START o S1 ) y el contacto auxiliar, la

representación es:

5.7.5 Parametrizar y arrancar temporizador como retardo a la conexión

Descripción de la operaciónArranca el temporizador indicado cuando se produce un cambio de señal en la entrada de arranque

S. El temporizador continúa en marcha con el valor de temporización indicado en la entrada TV

mientras el estado de señal en la entrada S sea positivo. El estado de señal en la salida Q será "1"

si el tiempo ha transcurrido sin que se produjeran errores y si el estado de señal en la entrada S es

"1". Si el estado de señal en la entrada S cambia de "1" a "0" mientras está en marcha el

temporizador, éste se para. En este caso, el estado de señal en la salida Q será "0".

El temporizador se pone a 0 si la entrada de desactivación R del temporizador se pone a "1"

mientras funciona el temporizador. El valor de temporización y la base de tiempo se ponen a 0.

Entonces el estado de señal en la salida Q es "0". El temporizador también se pone a 0 si en la

entrada de desactivación R el valor es "1", mientras el temporizador no está en marcha y el RLO en

la entrada S es "1".

Ejemplo: Cree un programa que permita realizar una partida estrella-triangulo de 1 motor trifásico.

Considere que el tiempo en que los motores están conectados en estrella es de 10 segundos. Si en

cualquier momento se presiona un pulsador STOP. Los motores se detienen.

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5.7.6 Parametrizar e incrementar/decrementar contador

Descripción de la operaciónS_CUD queda inicializado con el valor de la entrada PV cuando se produce un flanco ascendente en

la entrada S. Si hay un 1 en la entrada R, el contador se pone a cero y el valor de contaje es 0.

El contador incrementa en "1" si el estado de señal de la entrada CU cambia de "0" a "1" y el valor

del contador era menor que "999".

El contador se decrementa en "1" si en la entrada CD se produce un flanco ascendente y el valor del

contador es mayor que "0“.

Al producirse un flanco ascendente en ambas entradas de contaje se ejecutan ambas operaciones,

y el valor de contaje no varía.

El estado de señal de la salida Q será "1" si el valor de contaje es mayor que cero, y será "0" si el

valor de contaje es igual a cero.

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Al cambiar la entrada I124.2 de "0" a "1", el contador toma el valor de preselección de C#0 (inicia

desde cero). Si el estado de señal en I124.0 cambia de "0" a "1", el valor del contador C0 (contador

cero) incrementa en "1", a menos que el valor de C0 fuera "999". Si I124.1 cambia de "0" a "1", C0

decrementa en "1", a no ser que el valor de C0 fuera cero. La salida Q124.0 será "1" si el valor de

C0 no es cero.

5.8 ¿CÓMO SE CREA UN PROGRAMA PARA EL PLC? ¿CÓMO SE GUARDA EL PROGRAMA EN

EL PLC?

El programa PLC se escribe con el Software STEP 7 en el PC y allí se guarda en la memoria

intermedia.

Después de la conexión del PC con la Interface MPI del PLC, se puede cargar el programa en la

memoria del PLC gracias a la función de carga.

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PC con STEP 7

PLC S7-300

PC adaptador

1. Escribir elprograma PLC conSTEP 7 en el PC

2. Conectar el PCcon la interfaceMPI del PLC.

3. Cargar el programadel PC en la memoriadel PLC



6. CONFIGURACIÓN Y MANEJO DEL S7-300

Grupo de trabajo: El SIMATIC S7-300 es un módulo de sistema de automatización y ofrece el

siguiente grupo de trabajo:

- Módulo central (CPUs) con diferentes contenidos, en parte con entradas/ salidas integradas.- Fuente de alimentación PS con 2A, 5A o 10A

- Expansión de módulos de trabajo IM para la configuración de varias líneas de S7-300

- Módulos de señales SM para entradas/salidas digitales y analógicas

- Módulos de funciones FM para funciones especiales (p.e. regulación de motores)

- Procesadores de comunicación CP para conexión a la red.

-

6.1 Características de la CPU 313C.

La CPU compacta 313C sin periferia descentralizada (DP) posee entradas y salidas tanto discretas

como análogas integradas, entre otras características se puede destacar:

6.1.1.- Entradas y salidas integradas:

Entradas digitales : 24; 24 V DC; todos los canales aplicables para alarma

de proceso. Con direcciones IB124, IB125 e IB126.

Salidas digitales : 16; 24 V DC, 0.5 A. Con direcciones QB124 e QB125

Entradas analógicas : 4 de Voltaje ó Corriente de 12 bit

Voltaje escaladas de ± 10 V ó 0…10 V,

Corriente escaladas de ± 20 mA, ó de 4… 20 mA

1 PT100 de 0…600 W

Salidas analógicas : 2 de Voltaje ó Corriente de 12 bit

Voltaje escaladas de ± 10 V ó 0…10 V,

Corriente escaladas de ± 20 mA, ó de 4… 20 mA

Las prestaciones de las entradas y salidas analógicas son ampliadas gracias al módulo de señal SM344 de 8 bit, de AI4/AO2

6.1.2.- Funciones especiales integradas:

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Contadores : 3 encoder incremental 24 V/30 kHz

Salidas de impulso : 3 canales con modulación de ancho de imp. máx. 2,5 kHz

Medición de frecuencia : 3 canales máx. 30 kHz

FB integrado “Regulación” : Regulación PID

6.2. Prestaciones de la CPU 313C.

6.2.1.- Posibilidad de lectura rápida de valores reales:Con acceso directo a contadores hardware y entradas para las funciones Contaje y Frecuencímetro

ofrece una extraordinaria respuesta dinámica.

Aplicación: Tareas de posicionamiento, en este caso es necesario la utilización de encoder.

6.2.2.- Posibilidad de utilizar las salidas analógicas:Las salidas analógicas integradas permiten actuar en el proceso y se pueden utilizar conjuntamente

con las funciones de posicionamiento y salidas digitales.

Aplicación: Permiten controlar directamente las consignas de convertidores de frecuencia (VFD

Danfoss se encuentran en la institución), su estado de operación (Start/Stop) y sentido de giro.

6.2.3.- Posibilidad de utilizar las entradas analógicas:Las entradas analógicas permiten leer el proceso.

Aplicación: Permiten medir directamente los valores de variables controladas como presión,

temperatura, valores reales de velocidad etc. En este caso son necesarios constar con transmisores

de corriente o voltaje.

6.2.4.- Posibilidad de utilizar las salidas digitales:Las salidas digitales integradas permiten actuar en el proceso.

Aplicación: Permiten controlar estado de operación (ON/OFF).

6.2.5.- Posibilidad de utilizar las entradas digitales:Las entradas digitales integradas permiten leer el proceso.

Aplicación: Permiten hacer funciones de diagnostico, alarma y estado de operación (ON/OFF).

6.2.6.- La alta velocidad de procesamiento de la CPU:Permite resolver instrucciones en coma flotante (números reales) y ejecutar rápidamente el

programa con tareas matemáticas complejas, ideal para cálculos de variables analógicas y modelos

matemáticos.

6.3 Selector de modo: Permite seleccionar el modo de operación de la CPU.

Posición Significado AclaracionesRUN Modo RUN La CPU procesa el programa de aplicación.

STOP Modo STOP La CPU no procesa ningún programa de aplicación.MRES Borrado total Posición no enclavable del selector de modo para el borrado total de la

CPU. El borrado total por medio del selector de modo de operaciónrequiere una secuencia especial de operación.

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Vista frontal de la CPU integrada S7-313 C

En la figura se ven La siguiente periferia integrada.

(1) Entradas analógicas y salidas analógicas.

(2) 8 Entradas digitales cada uno.

(3) 8 Salidas digitales cada uno.

6.4 Indicadores de estado y error: CPU 313C

Nombre

del LED Color SignificadoSF Rojo Error de hardware o software

DC5V Verde Alimentación de 5V para CPU y bus del S7-300 correcta

FRCE Amarillo Petición de forzado permanente activa

RUN VerdeCPU en RUNEn el arranque, el LED parpadea con 2 Hz, en la parada con 0,5 Hz

STOP Amarillo

CPU en STOP o bien en PARADA o arranqueEl LED parpadea en la petición de borrado total con 0,5 Hz, duranteel borrado total con 2 Hz.

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6.5 Interface MPI:Cada CPU posee una interface MPI para la conexión de la linea de programación (p.e. PC-

adaptador).

Esta se haya detrás de una solapa en la parte delantera de la CPU. Según la posición del selector

se permiten determinadas funciones del programa (PG). Los siguientes modos de operación son

posibles :

RUN: Se ejecuta el programa, solo se permite la lectura de las funciones.

STOP: El programa no se ejecuta. Todas las funciones PG estan permitidas.

MRES: Posición no enclavable del selector de modo para el borrado total de

la CPU. El borrado total por medio del selector de modo de operación

requiere una secuencia especial de operación.

Reset: Reset elimina todos los datos del usuario en la CPU y obliga a volver a cargar el programadesde el principio.

Esto se produce en los 3 siguientes pasos:

Paso Ejecución Resultado

1 Girar el conmutador a la posiciónSTOP.

El indicador STOP brilla

2 Mantener el conmutador en la posiciónMRES hasta que el indicar STOP brille,volver a la posición STOP.

El indicador STOP brilla una o dos veces ydespués de aprox. 3 segANDos brilla de nuevo

3 Volver a girar la llave a la posiciónMRES (sólo un momento)

El indicador STOP brilla aprox. 3 segANDos ydespués vuelve a alumbrar de nuevo: todo estáen orden; la CPU ha sido reseteada

6.7 Elementos de la CPU 313C

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6.8 Datos Tecnicos de la CPU 313C.

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(1) Ranura de Micro Memory Card (MMC) conexpulsor (3) Conexión a la fuente de alimentación

(2) 1. interfaz X1 (MPI)(4) Selector de modo(5) Indicadores de estado y de errores



6.9 Esquema de principio de la periferia digital integrada de la CPU 313C.

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6.10 CPU 313C: Ocupación de las AI/AO y DI integradas (conector X11)

6.11 Esquema de principio de la periferia analógica/digital integrada de las CPU 313C

7. EJEMPLO

Para el primer programa STEP 7 se ha de resolver un problema sencillo.

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Una prensa con un dispositivo de protección sólo se puede ejecutar con un interruptor START S1, si

la rejilla de protectora está cerrada. Esta situación se controlado por un sensor BO situado en la

rejilla de protección.

Si éste es el caso, una válvula de paso YO de 5/2 se desplazará, se activará el cilindro y se

mantendrá 10 segundos en esta nueva posición, tiempo suficiente para prensar el elemento

plástico.Por razones de seguridad la prensa debe también detenerse, si el interruptor START S1 se suelta o

si el sensor de la rejilla protectora BO no reacciona.

Lista de asignaciones:

Dirección Símbolo Comentario

I 125.0 B0 Sensor de la rejilla protectora

I 125.1 S1 Interruptor START

Q 4.0 Y0 Válvula de paso de 5/2 para la presión del cilindro

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Válvula de paso de 5/2 queregula la presión del cilindro.El cilindro recorre exactamentela distancia, como la regulacióndel la salida YO

Interruptor START paraejecutar el procedimiento deprensado.

El sensor B0 reconoce sila rejilla protectora estábaja

Rejilla protectora para

proteger lesiones en lasoperaciones por personas

La prensa prensa laforma del material

plástico



8. TIPOS DE DATOS EN STEP 7

En SIMATIC S7 existen diferentes tipos de datos, bajo los cuales pueden representarse diferentes

formatos numéricos. A continuación, se muestra una lista completa de los tipos de datos

Tipo ydescripción

Tamaño

en Bits

Formato-Opciones

Rango y notación numérica

(Valores máximo y mínimo)

Ejemplo

BOOL (Bit) 1 Texto Booleano 0 a 1 (21= 2) TRUE

BYTE (Byte) 8 Número

Hexadecimal

0 a 255 (28= 256) B#16#10

WORD (Palabra) 16 Número Decimal

sin signo

0 a 65535 (216= 65536) B#(10,20)

DWORD (Doble

Palabra)

32 Número Decimal

sin signo

0 a 4294967295 (232= 4294967296) B#(1,14,100,120)

INT (Entero) 16 Número Decimal

con signo

-32768 a 32767 1

DINT (Int,32 bit) 32 Número Decimal

con signo

-2147483648 a +2147483647 L#1

REAL (Número en

coma flotante)

32 Número en coma

flotante IEEE

Máximo : +/-3.402823e+38

Mínimo : +/-1.175495e-38

1.234567e+13

S5TIME

(Tiempo Simatic)

16 Tiempo S7 en

pasos de 10 ms

S5T#0H_0M_0S_10MS a

S5T#2H_46M_30S_0MS and

10ms a 2h:46m:30s

S5T#0H_1M_0S_0MS

S5TIME#1H_1M_0S_0MS

CHAR (Carácter) 8 Caracteres

ASCII

0...9 de A...Z ´B´

Nota: Para el procesamiento de valores analógicos, los tipos de datos INT y REAL juegan un papel fundamental, porque los valores analógicos introducidos existen como

valores reales en el formato INT. Debido a errores de redondeo por el tipo INT, sólo

los números reales REAL entran en juego para un posterior procesamiento preciso.

9. OPERACIONES MATEMÁTICAS

Página 21



9.1 CALCULOS CON NÚMEROS ENTEROS Y ENTEROS DOBLES (INT Y DINT)

Con números enteros, son posibles las operaciones unitarias matemáticas de suma, resta,

multiplicación y división. No obstante, no se tienen en cuenta los lugares tras el punto decimal, lo

cual genera errores de redondeo con la división.

9.2 CÁLCULO CON NÚMEROS EN COMA FLOTANTE (REAL)

Con números en coma flotante, se pueden elaborar múltiples operaciones matemáticas. Aquí se

consideran las posiciones a la derecha del punto decimal.

Operación Función

ADD_R Suma de números en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP)

SUB_R Resta de números en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP

MUL_R Multiplicación de números en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP)

DIV_R División de números en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP).

SQRT Calcula la raíz cuadrada del número en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP)

SQR ( ) 2Calcula el cuadrado del número en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP)

LN Calcula el logaritmo neperiano del número en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP)

EXP Calcula el número e del número en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP)

SIN Calcula el seno del número en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP)

COS Calcula el coseno del número en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP

TAN Calcula la tangente del número en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP)

ASIN Calcula el arcoseno del número en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP

ACOS Calcula el arcocoseno del número en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP)

ATAN Calcula el arcotangente del número en coma flotante (32 Bit, IEEE-FP)

9.3 TIPOS DE DATOS- OPERACIONES DE CONVERSIÓN

Dado que frecuentemente los números no existen para posteriores procesamientos de formatos

numéricos, estos números deben de ser ajustados con la ayuda de operaciones de conversión.

Operación Función

I_DI Entero (16 Bit) convertido a entero (32 bits).

DI_R Entero (16 Bit) convertido a real (32 bits, IEEE-FP).

ROUND Redondeo a entero. Esta operación redondea el número convertido al entero superior.

Cuando la fracción del número convertido sea de 5 o superior, se redondea al entero superior.

TRUNC Redondeo truncado. Esta operación toma sólo la parte entera del número.

Nota: En el caso de procesamiento del valor analógico, dicho valor analógico se muestra en

formato INT y debería ser convertido a formato real para posteriores operaciones con

precisión. Dado que dicha conversión no es directa, el valor se convertirá primero a

DINT con I_DI y después a REAL con DI_R.

10. VALORES ANALÓGICOS DE ENTRADA/SALIDA

Los valores analógicos son introducidos en el PLC como información en tamaño palabra. El acceso

a esta palabra se realiza con las instrucciones:

Página 22



PIW x para ‘Cargar Palabra Analógica de Entrada’

PQW x para ‘Cargar Palabra Analógica de Salida’

Cada valor analógico (“Canal“) corresponde a una palabra de entrada-salida. El formato es enteroINT (16 bit).

El direccionamiento de las palabras de entrada/salida analógicas dependen de la dirección decomienzo del módulo (según el configurador de Hardware).

Para nuestra configuración de trabajo tenemos:

Entradas análogas

de la CPU 313C.

Salidas análogas de la

CPU 313C.

Entradas análogas

del Modulo SM 334

Salidas análogas del

Modulo SM 334

Nombre Dirección Nombre Nombre Dirección Dirección Nombre Dirección

AI 0 (1era) PIW 752 AO 0 (1era) PQW 752 AI 0 (1era) PIW 256 AO 0 (1era) PQW

256

AI 1 (2da) PIW 754 AO 1 (2da) PQW 754 AI 1 (2da) PIW 258 AO 1 (2da) PQW

258AI 2 (3ra) PIW 756 AI 2 (3ra) PIW 260AI 3 (4ta) PIW 758 AI 3 (4ta) PIW 262

AI 4 (5ta) PIW 760

Si el módulo analógico se coloca en el slot 4, su dirección de comienzo estándar es 256. La

dirección de comienzo de cada módulo adicional se incrementa en 16 bytes. Esta dirección estándar

se puede comprobar en la tabla de configuración hardware en la vista detallada.

Por ejemplo, la dirección de comienzo del primer canal del módulo de entradas analógicas colocado

en el slot 6 del rack es la PIW 288 (PIW (256 + 16 +16)=PIW 288 ). El segundo canal tiene la

dirección PIW 290. Si el módulo fuera de entradas/salidas analógicas, el primer canal de salidas

analógicas sería el PQW 288, etc.

El proceso de transformación del valor analógico para el posterior procesamiento en el PLC

(digitalización) es el mismo tanto para entradas como para salidas.

Para el módulo SM334, con 4 entradas y 2 salidas analógicas, con rango de tolerancias de 0 a 10V

y de 0 a 20mA, respectivamente, el valor digitalizado se muestra de la siguiente forma:

Estos valores digitalizados deberán normalizarse en posteriores procesos en el PLC.

Antes de crear un programa es necesario escalar los valores en los cuales trabaja el PLC. Esta CPUescala la variable de entrada ya sea corriente o voltaje de 0 a 27648 cuentas. Con la diferencia queen corriente la pendiente se calcula de forma diferente.

0 (V) → 0 (Cuentas) 0% 4 (mA)→ 5530 (Cuentas) 0%,10 (V)→27648 (Cuentas) 100% 20 (mA) →27648 (Cuentas) 100%

Como trabajamos de 4mA a 20mA, el escalamiento cambia al despejar el valor en cuentas es 5529.6pero el conversor A/D solo trabaja con números enteros (cuentas).

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La ecuación que es necesario resolver internamente en la CPU es la siguiente.

( ) ZeroCtasCtas RANGO

SPAN PV AI MIN AI +−= ; En el caso de la entrada.

( ) ZeroSP SP RANGO

SPAN PV MIN +−= ; En el caso de la salida.

10.1 EJEMPLO DE DESARROLLO PARA ENTRADA ANÁLOGA.

Se desea saber en todo tiempo la frecuencia de funcionamiento de un motor de inducción trifásico

de 4 pares de polos, entre 0 y 60Hz, se utiliza un VFD como actuador, el cual posee solo salidas

análogas de -10 a +10V. Cree un programa que permita saber en todo momento la frecuencia (Hz)

de funcionamiento del motor y el equivalente en velocidad (RPM) para ambos casos en formato real.

Consideraciones:1. Utilice la entrada análoga (AI 3) de la CPU.

2. La entrada análoga debe depositar inicialmente en la dirección MW19.

3. El direccionamiento debe ser correlativo y sin sobre escritura de datos.

4. La frecuencia se debe se debe depositar en la dirección MD 200 real.

5. La velocidad se debe depositar en la dirección MD 196 real.

Formula de resolver:

( )( )

( ) 027648756)2764827648(

060++

+

−=+−= PIW

ctas

Hz ZeroCtas AI

RANGO

SPAN PV MIN

Programa en OB1

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20030304

120MD f

f Ns ×==

×=

10.2 EJEMPLO DE DESARROLLO PARA SALIDA ANÁLOGA.

Se desea controlar en todo tiempo la frecuencia de funcionamiento de un motor de inducción

trifásico de 4 pares de polos, entre 0 y 60Hz, se utiliza un VFD como actuador, el cual posee solo

entradas análogas de 4 a 20mA. Cree un programa que permita solucionar este problema.

Consideraciones:

1. El Set Point se debe forzar de 0 a 60 Hz a través de una tabla de variables en MW312. El direccionamiento debe ser correlativo y sin sobre escritura de datos.

3. Utilice la salida análoga (AO 1) del módulo SM 334.

4. El valor del Set Point se debe observar en porcentaje en la dirección MD204.

( ) ( ) ctasMD Hz

ctas ZeroCtas AI

RANGO

SPAN PV

MIN 5530033

)060(

)553027648(+−

−

−=+−=

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