PLC Siemens S7-300 con Step7 Programacio PDF

Preview

Summary

Práctica de laboratorio industrial de PLC Siemens con Step 7...

Description

2015

PLC Siemens S7-300 con Step7 Programación básica Fundamentos de programación básica de Simatic S7-300 con Step 7

Roberto Álvarez Sindín IES Antonio José Cavanilles. Alicante Curso: 2015/2016

Contenido 01. 02. 03. 04. 05. 06. 07.

Autómata S7-300 compacto ............................................................................................................ 1 Elementos de trabajo....................................................................................................................... 2 Ciclo de trabajo (SCAN).................................................................................................................... 3 Lenguajes de programación............................................................................................................. 5 Software de programación .............................................................................................................. 6 Estructura de la memoria del s7-300............................................................................................. 16 Tipos de datos y visualización........................................................................................................17 07.1 Marcas de memoria.............................................................................................................17 07.2 Entradas y salidas ................................................................................................................17 07.3 Declaración de símbolos......................................................................................................18 07.4 Declaración de variables......................................................................................................19

08. 09. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29.

Creación de funciones (FC) o plantillas..........................................................................................21 Operaciones con bits. Registro de estado .....................................................................................22 SET y RESET .................................................................................................................................... 23 Flancos ascendente (P) y descendente (N)....................................................................................27 Operaciones de temporización...................................................................................................... 28 Byte de marcas. Generador de pulsos: ..........................................................................................32 Remanencia en el Step7. ...............................................................................................................36 Plantillas que contienen temporizadores ......................................................................................37 Modulo de organización OB100 (Modulo de Arranque) ...............................................................39 Contadores ....................................................................................................................................42 Temporizadores y contadores IEC .................................................................................................44 Operaciones de salto .....................................................................................................................48 Movimiento y transferencia de datos ...........................................................................................52 Comparaciones ..............................................................................................................................58 Operaciones lógicas entre palabras o dobles palabras. ................................................................ 61 Operaciones aritméticas con números enteros ............................................................................62 Operaciones aritméticas con números reales en coma flotante...................................................64 Operaciones de desplazamiento y rotación ..................................................................................65 Operaciones de control de programa............................................................................................68 Bloques de datos (DB). ..................................................................................................................70 Bloques de organización (OB)........................................................................................................75 Fecha y hora en Step7. Uso del OB10............................................................................................82 Documentación de referencia: Grupo trabajo EDCAI http://www.iespalauausit.com/edcai/html/indexcast.htm Blog de Íñigo Gútiez: http://programacionsiemens.com/ Web Siemens: http://siemens.es/sce

Este trabajo se distribuye bajo licencia Creative Commons BY-NC-SA http://creativecommons.org/licenses/by-nc -sa/4.0/

01. Autómata S7-300 compacto

1. Ranura de Micro Memory Card con expulsor Estas CPU’s no traen memorias integradas, es imprescindible el uso de la Memory Card.

2. Indicadores de estado y de error. •

• • • • •

SF (rojo) Indicador de error de Hardware, fallo del firmware del equipo, instrucción de programa incorrecta, asignación de parámetros de sistema erróneos, errores aritméticos internos, errores de tiempo, Flash-Eprom externa errónea, fallo de la batería, fallo de acceso a la periferia (no para la periferia integrada en la CPU). BF (rojo) Error de bus DC5V (verde) Alimentación de 5 Voltios para CPU y para el bus S7-300, correcta. FRCE(amarillo) Petición de forzado permanente activo. RUN (verde) CPU en estado Run . STOP (amarillo) CPU en estado Stop.

3. Selector de modo de operación. • • •

RUN El autómata ejecuta el programa. STOP El autómata NO ejecuta el programa. MRES Borrado total del programa. Requiere una secuencia especial de operación

4. Interface Multipunto MPI • •

La interface MPI es el enlace entre la CPU y el ordenador (18´7 kb) o para comunicar una red MPI. La velocidad de transmisión es de 187’5 Kb,

5. Interface para Profibus DP •

Mediante este conector se puede conectar el autómata a una red profibus, ya sea como master o como esclavo. En caso de no disponer de este conector, habrá que utilizar una tarjeta de comunicaciones CP 342-5 acoplada a la CPU.

IES Cavanilles. Alicante

Página 1

6. Conexión Alimentación •

En estos bornes se realiza la alimentación de la CPU a 24 V DC que le será proporcionada por una fuente de alimentación normalmente enganchada al rack.

7. Entradas y Salidas integradas. •

Este autómata lleva integrado: 5 Entradas analógicas y 2 salidas analógicas. (configurables en tensión o intensidad). 24 E/D Entradas digitales, 8 en cada grupo (por defecto EB124, EB125 y EB126) 16 S/D Salidas digitales, 8 en cada grupo (por defecto AB124 y AB125). Las entradas de digitales pueden configurarse como entradas de interrupción. Si se configuran como entradas de alarma, no se utilizarán como a entradas normales. 2, 3 o 4 Contadores de alta velocidad (según el tipo de CPU) 1 Canal para posicionamiento (según el tipo de CPU).

•

La numeración de las entradas y de las salidas es configurable. Se puede cambiar su numeración.

02. Elementos de trabajo Los elementos de trabajo de estas CPU’s son los siguientes:

1. Marcas: •

MB0 a MB255 (2048 Marcas) por defecto las primeras 128 son remanentes (del MB0 al MB15), configurable en la CPU del PLC.

2. Contadores: •

Tiene 256 Contadores, del Z 0 al Z 255. Del Z 0 al Z 7 por defecto son con memoria. Su margen de contaje es de 0 a 999 s

3. Temporizadores: •

Tiene 256 Temporizadores, del T0 al T255. Por defecto no hay ninguno con memoria. Su margen de tiempo es de 10 ms. a 9990 segundos.

Nota: La remanencia de Marcas, Temporizadores y Contadores, se puede configurar.

4. Generadores de impulsos: •

Tiene un total de ocho generadores de impulsos. Se tienen que configurar en el área de Marcas y puede ser el byte de marcas que nosotros queramos. Normalmente configuraremos el último, el byte MB255.

5. Bloques OB: Son bloques de organización. Cada OB tiene una función determinada. El OB1 es el único bloque de ejecución cíclica. Es el que ejecuta la CPU sin que nadie le llame. Los demás OB´s tienen una función determinada. Se IES Cavanilles. Alicante

Página 2

ejecutan cuando les corresponda sin que nadie les llame desde ningún sitio del programa. Tenemos OB´s asociados a diferentes errores de la CPU, a alarmas, etc. Los principales disponibles: • • • • • • • •

OB1 Se ejecuta en cada lectura de programa ( Scan) OB10 Realiza una interrupción horaria. OB20 Realiza una interrupción de retardo. OB35 Se ejecuta cada 100 ms. OB40 Realiza una interrupción de proceso. (Entradas de alarmas, contaje) OB82 Se ejecuta cuando hay un error en Profibus o módulos con diagnóstico OB100 Se ejecuta cada vez que pasa el autómata de Stop a Run OB121 Se ejecuta cuando al ejecutar-se el programa se encuentra algún error.

6. Bloques FC: Son Funciones. Son trozos de programa que crea el usuario. Realizan una función determinada dentro del proyecto. Se ejecutan cuando se las llama desde algún punto de mi programa. Pueden ser parametrizables o no. Además de las FC´s creadas por el usuario, existen bibliotecas con funciones predefinidas SFC´s. Se utilizan exactamente igual, aunque no podemos entrar en ellas para ver la programación. •

Hay un total de 128, del FC0 al FC127

7. Bloques FB: Son Bloques de función. En principio funcionan igual que las FC. La diferencia está en que las FB se guardan la tabla de parámetros en un módulo de datos DB. Esto tiene dos ventajas. Una es que podemos acceder a los parámetros desde cualquier punto del programa. Otra es que cada vez que llamemos a la FB no es necesario que le demos todos los parámetros. Los parámetros que no rellenemos, se tomarán por defecto los últimos que hayamos utilizado. •

Hay un total de 128, del FB0 al FB127

8. Bloques de datos DB: Son Módulos de datos. En estos bloques no realizamos programa. Son áreas de memoria organizadas en tablas en las que guardamos datos. Luego podremos leerlos y escribir sobre ellos. •

Hay un total de 127, del DB1 al DB127 (el DB0 es de sistema y se reserva para él).

03. Ciclo de trabajo (SCAN) El programa principal será el OB1.

Dentro del OB1 se llamaran a otras funciones, bloques de funciones, etc. Esto es el anidamiento.

IES Cavanilles. Alicante

Página 3

El tiempo total del SCAN, depende de otros factores:

Por lo que Tz1 no es igual a Tz2. Para controlar el error producido por esta diferencia, aparece el Tiempo de Vigilancia.

Observe el Tiempo de RESERVA, para asegurar el correcto funcionamiento.

IES Cavanilles. Alicante

Página 4

04. Lenguajes de programación Por defecto en esta gama están disponibles 3 lenguajes de programación:

Adicionalmente se pueden instalar complementos que permiten además la programación en: SCL Lenguaje de programación en texto estructurado, de acuerdo con la norma IEC. S7 Graph Programación secuencial gráfica.

IES Cavanilles. Alicante

Página 5

05. Software de programación A los diferentes programas y entornos de programación de los PLC de la serie S7 300 se accede desde el Administrador Simatic. Los PLC posteriores al año 2007 se pueden programar mediante el nuevo paquete de programación TIA Portal. En este apartado nos referiremos exclusivamente a la programación con Step 7. Para crear un proyecto, se puede hacer de dos formas: • •

Siguiendo las instrucciones del asistente, haciendo la configuración del hardware de forma automática. Realizando de forma manual la configuración del hardware.

IES Cavanilles. Alicante

Página 6

IES Cavanilles. Alicante

Página 7

Veamos cómo podemos crear un proyecto de forma manual.

IES Cavanilles. Alicante

Página 8

IES Cavanilles. Alicante

Página 9

IES Cavanilles. Alicante

Página 10

Tras la creación del programa pasamos a crear los Bloques de Organización y las Funciones

IES Cavanilles. Alicante

Página 11

IES Cavanilles. Alicante

Página 12

Una vez realizado el programa lo cargamos en el autómata.

IES Cavanilles. Alicante

Página 13

A continuación pasamos a ver cómo funciona el Simulador.

IES Cavanilles. Alicante

Página 14

ejer1: Realizar el siguiente programa en lenguaje KOP. La CPU utilizada es 313C. Simular el programa. El nombre del proyecto será: Ejercicio1a

ejer2: Realizar el programa anterior pero cambiando los bits de entrada y salida, de tal forma que sean bits consecutivos a los anteriores. El nombre del proyecto será: Ejercicio1b. Simular el programa. Abrir los dos proyectos a la vez. Copiar el FC1 del Ejercicio1b al Ejercicio1a. Realiza los cambios necesarios para que el OB1 del Ejercico1a tenga dos FC, y que al simular obtengamos el resultado de ambos ejercicios.

IES Cavanilles. Alicante

Página 15

06. Estructura de la memoria del s7-300 La memoria del autómata está estructurada en las siguientes zonas: •

La memoria de carga: permite almacenar el programa de usuario sin asignación simbólica de operandos o comentarios (éstos se almacenan en el disco duro del ordenador). La memoria de carga puede ser RAM o Flash-EPROM. En la memoria de carga se almacena no solo el programa sino también los datos del sistema.



La memoria de trabajo (RAM integrada): contiene las partes del programa S7 relevantes para la ejecución del programa. La ejecución del programa tiene lugar exclusivamente en el área correspondiente a las memorias de trabajo y del sistema.



La memoria del sistema (RAM): contiene los elementos de memoria que cada CPU pone a disposición del programa de usuario, tales como: la imagen de proceso de las entradas y salidas, marcas, temporizadores y contadores. Contiene además las pilas de bloques y de interrupción. La memoria del sistema de la CPU ofrece además una memoria temporal (pila de datos locales) asignada al programa para los datos locales del bloque llamado. Estos datos sólo tienen vigencia mientras esté activo el bloque correspondiente (la zona de la tabla de declaración de una OB, o una FC).

Por lo tanto, nuestro programa tendrá un consumo de memoria de carga y otro de memoria de trabajo. En ninguno deberemos de superar la memoria de trabajo, ya que no es posible su ampliación, por lo que nos veremos obligados a cambiar de CPU. La memoria de carga sí que puede ser ampliada mediante Flash o RAM externas. El tamaño de la memoria de los diferentes autómatas que componen la serie S7 es el siguiente:

Para conocer la memoria que ocupa un programa, en el administrador de Step 7 seleccionamos un bloque de S7, y presionando el botón derecho accedemos a sus propiedades, que nos indicarán tanto el tamaño de la memoria de carga requerida por el mismo, como el de la memoria de trabajo. Para conocer cuánto nos ocupa todo el programa, incluyendo los datos de sistema, deberemos de seleccionar el subdirectorio bloques, y visualizar sus propiedades. Los datos de sistema, la carpeta SDB de nuestro proyecto, contienen la configuración Hardware del equipo, que hemos proyectado en Hardware de S7.

IES Cavanilles. Alicante

Página 16

07. Tipos de datos y visualización Los operandos de las instrucciones se componen de un dato que puede ser de distintos tipos. Los tipos de datos estándar son:        

E entrada A salida M marca P periferia (acceso directo) L datos locales T temporizador Z contador DB módulo de datos

Cada uno de estos tipos se puede direccionar en 4 posibles modos (salvo T y Z):    

Por defecto: Bit. B: byte (8 bits). W: palabra (16 bits). D: palabra doble (32 bits).

07.1 Marcas de memoria Cuando realicemos nuestro programa y operemos a nivel de bit en operaciones lógicas (and, or, etc.) puede que nos aparezca la necesidad de almacenar el resultado lógico que tengamos en un determinado momento. Para ello disponemos de 256 marcas de memoria de 1 byte, es decir un total de 2048 marcas de 1 bit, que podemos direccionar como: Marcas M 0.0 a 255.7 Byte de marcas MB 0 a 255 Palabra de marcas MW 0 a 254 Palabra doble de marcas MD 0 a 252

07.2 Entradas y salidas Tal y como comentamos anteriormente, manejaremos una imagen de las entradas y las salidas. El número de e/s disponibles dependerá del tipo de CPU que empleemos, además de los módulos externos que tengamos conectados. Como máximo el autómata puede manejar hasta 65536 bytes para cada tipo de e/s. En cada caso podemos direccionar como: IMAGEN DEL PROCESO DE LAS ENTRADAS (PAE):    

Entrada E 0.0 a 65535.7 Byte de entrada EB 0 a 65535 Palabra de entrada EW 0 a 65534 Palabra doble de entrada ED 0 a 65532

IMAGEN DEL PROCESO DE LAS SALIDAS (PAA):    

Salida A 0.0 A 65535.7 Byte de salida AB 0 a 65535 Palabra de salida AW 0 a 65534 Palabra doble de salida AD 0 a 65532

IES Cavanilles. Alicante

Página 17

ENTRADAS EXTERNAS:   

Byte de entrada de la periferia PEB 0 a 65535 Palabra de entrada de la periferia PEW 0 a 65534 Palabra doble de entrada de la periferia PED 0 a 65532

SALIDAS EXTERNAS:   

Byte de salida de la periferia PAB 0 a 65535 Palabra de salida de la periferia PAW 0 a 65534 Palabra doble de salida de la periferia PAD 0 a 65532

07.3 Declaración de símbolos Desde el administrador de SIMATIC seleccionar el programa, apareciendo la tabla de los símbolos.

Abrimos la tabla de símbolos y rellenamos los campos de: • •

Símbolo: nombre con el cual queremos identificar el elemento. Dirección: la dirección del elemento que vamos a identificar.

Desde el editor podremos visualizar la representación simbólica o no.

IES Cavanilles. Alicante

Página 18

07.4 Declaración de variables

IES Cavanilles. Alicante

Página 19

ejer3: Realizar el siguiente fragmento de programa, sustituyendo los grupos de contactos (OR, AND) por marcas. Utilizar la tabla de símbolos y asignar los bits de entrada y salida como “inx” o “outx”, siendo x el bit. Dar de alta las marcas en la tabla de variables y visualizar el estado de estas.

IES Cavanilles. Alicante

Página 20

08. Creación de funciones (FC) o plantillas Cuando un proceso se repite o simplemente es una forma habitual que tenemos para resolver un problema, podemos utilizar las FC. En primer lugar creamos una FC, como en los casos anteriores, pero ahora hay que añadir en el “Interface” de la función, unas etiquetas. En el siguiente ejemplo utilizamos tres etiquetas, dos en el apartado de “IN”: “paro” y “marcha”. Y la otra en “OUT”: “motor”. Y a continuación escribiremos el fragmento de programa, utilizando dichas etiquetas.

El signo “#” lo pone el editor de forma automática. El siguiente paso será insertar nuestra función (FC3), en el OB1. Tendremos que asignar los bits de entrada y el de salida.

IES Cavanilles. Alicante

Página 21

Utilizar el simulador o el PLC para comprobar el funcionamiento. ejer4: Crear una función (FC1) en la que...