UNIVERSIDAD DON BOSCO FACULTAD DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS

COORDINACIÓN DE ELECTRÓNICA

GUÍA DE LABORATORIO Nº 7

Asignatura: Autómatas Programables Nombre de la práctica: Tipos de Bloques en S7-1200

Lugar de Ejecución: Instrumentación y Control (Ed.3, 2ª Planta).

I. RESULTADOS DE APRENDIZAJE

• Crear un bloque de función

• Definir variables internas para los bloques de función

• Llamar y parametrizar los bloques de función en el OB1 II. INTRODUCCIÓN TEÓRICA Tipos de bloques de SIMATIC S7-1200 En el PLC S7-1200 los programas se escriben en bloques. Hasta este momento hemos estado trabajando con el bloque de organización Main [OB1] que representa la interfaz del sistema operativo de la CPU, esta abre el OB1 automáticamente y ejecuta sus instrucciones en el orden en el que se han guardado en la memoria de programa. Al llegar al fin del programa (fin de bloque), vuelve a comenzar la ejecución del programa desde el principio. Esto se denomina ejecución cíclica

Figura 1. Bloque de programación OB1.

Tareas de control sencillas se pueden implementar en un único bloque de organización (OB), pero cuando se necesitan resolver problemas más complejos la mejor forma de hacerlo es subdividiendo el programa en bloques más pequeños y ordenados por funciones, que

permitan la comprobación de las partes del programa de forma independiente y ejecutarse como una función global durante el funcionamiento. Estos bloques son llamados desde los bloques de organización. Cuando se finaliza el bloque llamado se retorna al bloque de organización que lo llamó, específicamente a la fila situada detrás de la llamada. Bloques para la programación del S7-1200 Para la programación estructurada en el S7-1200 existen los siguientes bloques: OB (bloque de organización): Un OB es llamado por el sistema operativo de forma cíclica y constituye la interfaz entre el programa de usuario y el sistema operativo. En este OB, se comunica a la unidad de control del sistema de automatización qué bloques de programa debe ejecutar a través de comandos de llamada de bloque. FB (bloque de función): Necesita un área de memoria asignada para cada llamada (instancia). Al llamar a un FB se le puede asignar un bloque de datos (DB) como bloque de datos instancia. A los datos de este DB de instancia se accede a través de las variables del FB. Si se llama varias veces a un FB, se le deben asignar distintas áreas de memoria. En un bloque de función también pueden ser llamados otros FB y FC. FC (función): Un FC no tiene ningún área de memoria asignada. Los datos locales de una función se pierden tras ejecutar la función. En una función también pueden ser llamados otros FB y FC. DB (bloque de datos): Los DB se utilizan para proporcionar espacio de memoria para las variables de datos. Existen dos tipos de bloques de datos. DB globales, en los que todos los OB, FB y FC pueden leer los datos almacenados o incluso escribir datos en los DB; y DB de instancia, que están asignados a un FB determinado.

Figura 2. Bloques para la programación del S7-1200.

III. EQUIPO Y MATERIAL

Nº Requerimientos Cantidad

1 Computadora con tarjeta de red Ethernet y el programa STEP7 (TIA PORTAL V12) instalado

1

2 PLC S7-1200 con simulador de entradas 1

3 Cable Ethernet 1

4 Cables de alimentación y conexión 8

IV. DESARROLLO DE LA PRACTICA A continuación, se creará un bloque de función para el control de un sistema de refrigeración, este puede operar en los siguientes niveles:

• Alto: Al presionar “Inicio”, se enciende el sistema y permanece encendido 5 horas (5s para las pruebas) y luego se apaga.

• Medio: Al presionar “Inicio” el sistema se enciende y permanece encendido 3 horas (3s para las pruebas) y luego se apaga.

• Bajo: Al presionar “Inicio” el sistema se enciende y permanece encendido 1 horas (1s para las pruebas) y luego se apaga.

Existe un pulsador de paro para detener el sistema en cualquier momento.

1. Defina las siguientes variables en la Tabla de variables estándar:

Figura 3. Variables a utilizar en el programa.

2. Ubíquese en el “Árbol del proyecto”, luego en la carpeta del PLC y finalmente en la

carpeta Bloques de programa, de doble clic en la opción “Agregar nuevo bloque” (Ver Figura 4.)

Figura 4. Árbol del proyecto

3. Se desplegará la ventana mostrada en la Figura 5, seleccione la opción “Bloque de

función”, coloque en “Nombre”: Refrigeración, seleccione Lenguaje “KOP” y como número “Automático” y de clic en “Aceptar”. Observe que justo abajo del bloque MAIN[OB1] en el “Árbol de proyecto” aparecerá el nuevo bloque: Refrigeración [FB1].

Figura 5. Agregar nuevo bloque.

4. El bloque se abre automáticamente. En la ventana de “Interfaz” deben declararse las

variables locales que serán conocidas solo en este bloque, estas pueden ser de entrada, salida, entrada/salida, variables intermedias temporales o estáticas (solo disponibles en bloque de función FB), ingrese las variables que se muestran en la Figura 6.

Figura 6. Interfaz de bloque “Refrigeración”.

5. Una vez declaradas las variables locales introduzca el programa para el bloque

Refrigeración [FB1].

NOTA: El primer contacto se activa al detectar un flanco positivo, coloque un contacto normalmente abierto, de clic sobre este y luego en el triángulo anaranjado que aparece para desplegar la lista de los tipos de contacto, además de indicar a quien corresponde el contacto es necesario asignar una marca para almacenar el estado.

Cuando se detecte un flanco positivo en la entrada del bloque y el sistema no esté parado se iniciará con la refrigeración, al cumplirse el tiempo establecido o si se ha presionado el paro este finaliza.

Figura 7. Programa del bloque Refrigeración [FB1].

6. Ahora ingrese el programa principal en MAIN[OB1], los tres primeros segmentos son

para asegurarse de que solo una opción de refrigeración sea seleccionada, se puede cambiar de opción cuantas veces se requiera siempre y cuando no se haya presionado

“Inicio” y el sistema haya arrancado, ya que una vez arranca se activa la marca “refrigerando” y ya no permita que se seleccione ninguna opción a menos que se pare el sistema.

Figura 8. Segmentos 1-3 del programa MAIN[OB1].

7. Ahora se va a agregar al programa principal el bloque de función FB creado, para ello del “Árbol del Proyecto” arrastre el bloque hasta el segmento y luego suéltelo (Ver Figura 9).

Figura 9. Colocar Bloque de Función creado en el programa principal.

8. Aparecerá una Ventana de “Opciones de Llamada” del bloque de datos, coloque como

nombre: “Refrigeración_ baja”, deje las demás opciones como están y presione “Aceptar”.

9. Se mostrará el bloque con las entradas y salidas que se programaron, colóquele los contactos y la bobina correspondientes (Ver Figura 10).

Figura 10. Bloque de función “Refrigeración_baja”.

10. Repita los pasos del 7 al 9 para agregar dos bloques más para “Refrigeración_media” y

“Refrigeración_alta”.

Figura 11. Segmentos 5 y 6 del programa MAIN[OB1].

11. Agregue 3 segmentos más, el segmento 7 será para la activación de la salida física que va al sistema de refrigeración, el 8 es para activar la marca “Refrigerando” la cual evita que se seleccione otro tipo de refrigeración y se active mientras esté un proceso activo,

finalmente el segmento 9 es para desactivar esta marca ya sea porque el proceso terminó o porque se paró, permitiendo así que se pueda seleccionar de nuevo entre las opciones e iniciar otro proceso.

Figura 12. Segmentos del 7 al 9 del programa MAIN[OB1].

12. Sin energizar aún el PLC, conecte L1 y N para alimentar el PLC, una la entrada

1M con M y conecte los switches del módulo a las entradas de la I0.0 a la I0.4.

13. Pida al docente de laboratorio que revise las conexiones antes de continuar, energice

el PLC, seleccione en el “Árbol del proyecto” la carpeta del PLC y luego de clic en descargar al PLC para que se descarguen todos los bloques de programa.

14. Compruebe el funcionamiento del programa. V. ANÁLISIS DE RESULTADOS

1. Resuelva el siguiente ejercicio utilizando bloques de función: Se necesita hacer el control de un mezclador de repostería como el mostrado en la Figura 13. Hay una válvula para introducir leche (Q0.0) y otra para introducir harina (Q0.1), esta mezcla es agitada por medio de una paleta accionada por un motor (Q0.2). Dependiendo de los tiempos de introducción de los ingredientes y del funcionamiento de la paleta, pueden elaborarse tres diferentes postres tal como se muestra en la Tabla. El sistema también posee un paro que detiene el sistema y es necesario empezar de nuevo.

Figura 13. Mezclador de Repostería.

VI. BIBLIOGRAFÍA

• Siemens. (2012). Documentación didáctica SCE para la solución de automatización homogénea Totally Integrated Automation (TIA). Módulo TIA PORTAL 010-020 Tipos de bloques en SIMATIC S7-1200.

Evaluación del desarrollo de la práctica Guía Nº7 “Tipos de Bloques en S7-1200” Grupo de laboratorio______________ Alumno: _________________________________________________Nº Carné: ______________________

Aspecto a evaluar

Porcentaje (%)

Excelente Satisfactorio Necesita Mejorar Nota

10 9 8 7 6 5 4 3 2

Conocimiento

20%

Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos para desarrollar los pasos de la guía de laboratorio

Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos para desarrollar los pasos de la guía de laboratorio

Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos para desarrollar los pasos de la guía de laboratorio

Porcentaje ganado

20% 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4%

Aplicación del conocimiento

60%

El desarrollo de los problemas demuestra completo entendimiento del tema para resolver los problemas

El desarrollo de los problemas demuestra entendimiento sustancial del tema aplicado para resolver los problemas

El desarrollo de los problemas demuestra un entendimiento muy limitado del tema para resolver los problemas.

Porcentaje ganado

60% 54% 48% 42% 36% 30% 24% 18% 12%

Orden y organización

10%

Es ordenado para trabajar y al mismo tiempo siempre es puntual

Es ordenado para trabajar, pero no es puntual

No es ordenado para trabajar, ni puntual.

Porcentaje ganado

10% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2%

Actitud e independencia

10%

Participa propositiva e integralmente en toda la práctica

Participa ocasionalmente y depende eventualmente de las explicaciones del docente y sus compañeros.

Es un observador pasivo, depende constantemente de las explicaciones del docente y sus compañeros.

Porcentaje ganado

10% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2%

Total