laboratorio de automatización de procesos industriales

Laboratorio de Automatización de Procesos Industriales

Práctica #1

Tema: Introducción al software Connected Components Workbench

1. Objetivos

1.1. Objetivo general

Reconocer las principales herramientas del software Connected Components

Workbench para la programación en lenguaje escalera de bobinas y contactos

usando entradas y salidas digitales físicas del controlador Micro850.

1.2. Objetivos específicos

1. Identificar las herramientas que posee el software Connected Components Workbench para el manejo del controlador Micro850 de la marca Rockwell Automation.

2. Diferenciar las partes del controlador Micro850 para la realización de aplicaciones.

3. Discriminar los diferentes tipos de contactos y bobinas para la programación escalera.

2. Equipos y herramientas

• Micro850 • Connected Components Workbench • RSLinx Classic • Computadora • Cables Ethernet. • Cable usb A to B • Switch Stratix • Cables bananas • Pulsadores y luces pilotos

3. Marco teórico

Controlador Micro850 (2080-LC50-48QWB)

Es un controlador logico programable (PLC) con modulos expandibles de entradas y

salidas tanto digitales como analogicas. Los lenguajes de programación disponible en el

controlador son Ladder Logic, Function Block Diagram (FBD) y Structured Text (ST) para

desarrollar tareas en particular. Los PLCs son usados en sistemas de control industrial


para una gran variadad de industrias, incluso reemplazan relays mecanicos,

temporizadores y secuenciadores.

28 entradas digitales. 20 salidas digitales. 3 módulos expandibles enchufables Descripción del controlador

Descripción Descripción

1 Indicadores de estado 9 Cubierta de ranura de E/S de expansión

2 Ranura de fuente de alimentación eléctrica opcional

10 Seguro de montaje en riel DIN

3 Seguro enchufable 11 Interruptor de modo: Derecha: Ejecución Centro: Remoto Izquierda: Programa

4 Agujero para tornillo de módulo h f bl

12 Puerto USB de conector tipo B

5 Conector enchufable de alta l id d d 40 i

13 Puerto serial combinado no aislado RS232/RS485

6 Bloque de terminales E/S extraíble

14 Conector RJ-45 EtherNet (con indicadores LED verde y amarillo incorporados)

7 Cubierta de lado derecho 15 Fuente de alimentación eléctrica opcional

8 Agujero para tornillo de montaje/pie de montaje

Descripción de indicadores de estado

Descripción Descripción

16 Estado de entrada 21 Estado de fallos

17 Estado de módulo 22 Estado de forzado

18 Estado de red 23 Estado de comunicaciones seriales

19 Estado de alimentación lé t i

24 Estado de salida

20 Estado de marcha (Run)


Diagrama de Lógica Escalera

El diagrama de lógica de escalera (LD) es un lenguaje gráfico que utiliza la combinación de contactos con bobinas, organizado como un diagrama de cableado de lógica de escalera de relés, asemejándose a una representación gráfica de ecuaciones booleanas. El término "escalera" está relacionado con el concepto de peldaños conectados a raíles de potencia verticales a ambos extremos, en los que cada peldaño representa un circuito individual.

Componentes Diagrama lógica Escalera

Los componentes que se muestran a continuación se utilizan para la compilación de un programa de diagrama de lógica de escalera:

El elemento bobina contiene distintos tipos de bobina que varían de acuerdo con su funcionalidad, los cuales se mencionará a continuación:

Elemento Descripción

Peldaño Representa un grupo de elementos de circuito que provocan la activación de una bobina.

Bloques de funciones

Las instrucciones incluyen operadores, funciones y bloques de funciones, incluidos bloques de funciones definidos por el usuario.

Bifurcación Dos o más instrucciones en paralelo.

Bobina Representa la asignación de salidas o variables internas. En un programa LD, una bobina representa una acción.

Contacto Representa el valor o la función de una entrada o variable interna.

Retorno Representa el valor o la función de una entrada o variable interna.

Salto Representa la lógica condicional e incondicional en el programa de LD que controla la ejecución de diagramas.


Bobina Descripción

Directa La variable asociada es asignada con el valor booleano de la conexión derecha del peldaño.

Inversa La variable asociada es asignada con el valor booleano negado de la conexión derecha del peldaño.

Set La variable asociada es ajustada “Verdadero” cuando el valor del estado de la conexión derecha es “Verdadero”. La salida de la variable mantiene el valor hasta que la bobina “Reset” sea habilitada.

Reset

La variable asociada es ajustada “Falso” cuando el valor del estado de la conexión derecha es “Verdadero”. La salida de la variable mantiene el valor hasta que la bobina “Set” sea habilitada. En caso de mantener habilitada ambas bobinas “Set” y “Reset”, predominancia tiene la bobina “Reset”.

Flanco ascendente de

pulso

La variable asociada es ajustada a “Falso” cuando el estado booleano de la conexión derecha cambia de falso a verdadero (flanco de subida). La variable es ajustada a “Falso” en los demás casos.

Flanco descendente

de pulso

La variable asociada es ajustada a “Verdadero” cuando el estado booleano de la conexión derecha cambia de verdadero a falso (flanco de bajada). La variable es ajustada a “Falso” en los demás casos.

El elemento contacto contiene distintos tipos de bobina, los cuales se mencionará a continuación:

Contacto Descripción

Directo Soporta una operación booleana entre el estado de la línea de conexión y una variable booleana.

Inverso Soporta una operación booleana entre el estado de la línea de conexión y la negación booleana de una variable booleana.

Flanco ascendente de pulso

El estado de la línea de conexión derecha del contacto es habilitado a “Verdadero” cuando el estado de la línea de conexión izquierda es “Verdadero” y el estado de la variable asociada cambia de “Falso” a “Verdadero”. El estado se restablece de “Falso” en los demás casos.

Flanco descendente de

pulso

El estado de la línea de conexión derecha del contacto es habilitado a “Verdadero” cuando el estado de la línea de conexión izquierda es “Verdadero” y el estado de la variable asociada cambia de “Verdadero” a “Falso”. El estado se restablece de “Falso” en los demás casos.

Otro elemento de la programación escalera son los bloques de funciones, un bloque de instrucciones que tiene parámetros de entrada y salida, y que funciona con datos internos (parámetros). Un bloque de instrucciones elemental realiza una única función.


N° Descripción

1 Nombre del bloque de la función que ejecutará, se escribe en el interior.

2 Entradas del bloque de instrucciones, cada una de ellas se etiqueta y tiene un tipo definido.

3 Conexión de entrada, se conectan en el borde izquierdo.

4 Salidas del bloque de instrucciones, cada una de ellas se etiqueta y tiene un tipo definido.

5 Conexión de entrada, se conectan en el borde derecho.

Connected Components Workbench (CCW)

Es un software que permite la configuración de diferentes dispositivos tales como, controladores, variadores de frecuencia y la integración con una interfaz hombre maquina (HMI). Además, en CCW V12 se puede diseñar, comprobar y depurar en diferentes lenguajes de programación ya sea en un controlador físico como en un controlador Micro850 simulado que posee esta última versión.


Herramientas de Connected Components Workbench

1. Se explicará la funcionalidad de algunas herramientas de la barra de tareas:

Herramienta Función

Compilar (a) Inicia compilación de la programación del controlador.

Descargar (b) Descarga la configuración de controlador desde la memoria del equipo en el controlador.

Cargar (c) Carga la configuración de controlador del controlador Micro800 a la memoria del equipo.

Encabezado del controlador (d)

Muestra el estado del dispositivo (conectado o desconectado), también muestra el estado del interruptor de modo.

2. El árbol de controladores muestra las opciones de configuración que aparecen dependen del tipo del controlador, aquí se puede realizar las acciones siguientes: o Visualizar parámetros generales. o Visualizar parámetros de memoria. o Configurar los parámetros de puerto de comunicación.


Tipos de datos

a) Todos los datos tipos enteros pueden expresarse en una de las siguientes bases (identificándolo con su prefijo): decimal (ningún prefijo), hexadecimal “16#”, octal “8#”, Binario “2#”.

b) Se pueden escribir con representación decimal o científica. La coma de los decimales (',') separa el entero de los componentes decimales.

c) La expresión literal temporal debe comenzar con el prefijo "T#" o "TIME#", no puede superar T#49d17h2m47s294ms y no puede ser negativo.

Dato Función

Booleanos Pueden adoptar uno de los siguientes valores booleanos: Verdadero (equivale a 1) o Falso (equivale 0).

Entero corto Son enteros con signo de 8 bits del -128 al +127. Entero corto sin

signo (o byte) Son enteros sin signo de 8 bits del 0 al 255.

Entero (o INT) Son enteros con signo de 16 bits comprendidos entre –32.768 y 32.767.

Entero sin signo (Word)

Son enteros sin signo de 16 bits comprendidos entre 0 y 65.535.

Entero doble (DINT) Son enteros con signo de 32 bits del -2147483648 al +2147483647.

Entero doble sin signo (DWORD)

Son enteros sin signo de 32 bits comprendidos entre 0 y 4.294.967.295.

Entero largo (LINT) Son enteros con signo de 64 bits comprendidos entre –9.223.372.036.854.775.808 y 9.223.372.036.854.775.807.

Entero largo sin signo (LWORD)

Son enteros sin signo de 64 bits comprendidos entre 0 y 18446744073709551615.

Reales Son valores flotantes de 32 bits (1 bit de signo + 23 bits de mantisa + 8 bits de exponente).

Temporales Las variables temporales se guardan en palabras de 32 bits, hacen referencia a un reloj o contador.


Tipos de variables Para vincular el estado de los contactos, bobinas, entradas y salidas debemos utilizar variables para que dichos valores se almacenen en ella, existen diferentes tipos de variables:

Variables Descripción

Globales Pertenecen al controlador del proyecto; están disponibles para cualquier programa del proyecto.

Locales Variables asignadas a un programa específico del proyecto y solo están disponibles para dicho programa.

Del sistema Variables predeterminadas del sistema del controlador.

E/S Corresponde a las entradas y salidas físicas del controlador.

RSLinx Es un paquete de software de comunicación basado en Windows desarrollado por Rockwell Automation (RA). Además, permite interactuar con todo el control industrial y automatización de RA tales como, controladores, variadores de frecuencias, servo-drivers, entre otros.

4. Procedimiento

Crear un proyecto en Connected Component Workbench y agregar un

controlador Micro850

1. Abrir el Software Connected Component Workbench (CCW), doble clic al icono en el escritorio.

2. Clic en New de la pestaña Start Page. Escoger un nombre y localización del proyecto, luego dar clic en Create.


3. Escoger el dispositivo con el cual se trabajará en el proyecto, en este caso se expande

la carpeta Controllers y luego la serie Micro850 seleccionando la opción del PLC simulado. Luego, dar clic en “Seleccionar” y procedemos a “Agregar al proyecto”.

En caso de realizarse la práctica en el laboratorio, se expande la carpeta Controlllers, luego la carpeta Micro850 y se escoge el número de catálogo 2080-LC50-48QWB cuya versión de firmware del dispositivo debe coincidir con el controlador físico.


Si se desea verificar por software la versión del equipo, abrir RSLinx Classic, seleccionar RSWho donde aparecerán los dispositivos conectados a la computadora. En este caso a través del puerto USB se ha conectado el equipo, se hace clic derecho al dispositivo. A continuación, se escoge Module Configuration, en la siguiente ventana que aparezca se puede visualizar algunas características relevantes del controlador, como por ejemplo el número de catálogo o la revisión de este.

Finalmente, luego de verificar que tanto el número de catálogo como la revisión sean las correctas, dar clic Add To Project.

4. Si se creó correctamente el proyecto, el micro850 se muestra en la pestaña

Project Organizer y además una imagen del controlador en la ventana.


En caso de realizarse la práctica en el laboratorio se requiere configurar Ethernet del controlador, donde se deben escribir los siguientes parámetros: IP Address, Subnet Mask y Gateway Address del controlador correspondiente.

Añadir un programa en lenguaje escalera

1. Agregar un nuevo programa, el cual puede ser programado en distintos lenguajes de programación, en este caso seleccionaremos Ladder diagram. Además, se debe considerar lo siguiente: • No se puede cambiar el lenguaje de programación cuando el programa ya

fue creado. • El proyecto puede contener hasta 256 programas. • Cada programa debe tener un nombre diferente. Estos nombres pueden

tener hasta 128 caracteres y deben comenzar por una letra. • Los controladores Micro800 permiten múltiples programas, así como el uso

de diferentes lenguajes de programación (como Structured Text o Function Block Diagram) en la aplicación.


2. Clic derecho en el icono del programa llamado Prog1 y seleccionar Rename.

3. Cambiar el nombre del programa de acuerdo con el número de práctica y las

iniciales del practicante tanto el nombre como apellido.

4. Doble clic en el icono del programa Practice1_JC. Luego, el editor del diagrama

escalera aparece en el espacio de trabajo del proyecto principal con un peldaño vacio. Por último, la opción Theme escoger Logix, con este tema las


instrucciones de los símbolos y terminología será más familiares cuando se utilice el software de programación Studio 5000 Logix Designer.

5. Si se desea saber la información de la herramienta, colocar el cursor sobre un símbolo en la librería de instrucción. De esta manera se muestra el nombre del símbolo.

6. Para agregar un elemento al peldaño, se debe arrastrar el elemento desde el cuadro de herramientas, al pasar el cursor por encima de un destino válido, aparece un signo más (+) en la parte superior del elemento, suelte el botón del ratón para agregar el elemento.

7. La ventana Variable Selector se abre automáticamente. En esta ventana,

seleccionar I/O-Micro850 (entradas y salidas físicas del controlador).


8. Escoger Rung/Branch, luego seleccionar Branch y arrastrarlo hacia el peldaño a

la izquierda del contacto.

9. En la imagen del contacto, dar doble clic para entrar a la ventana Variable

Selector. En esta ventana, seleccionar Local Variables (variables que solo pueden ser llamadas dentro programa) y escribir el nombre de la variable en la celda cuya intersección es la fila donde se encuentra un asterisco * y columna name.


10. Seleccionar en la columna Data Type el correspondiente tipo de la variable creada, luego dar clic en OK.

11. En la imagen de la bobina, dar doble clic para entrar a la ventana Variable Selector. En esta ventana, seleccionar Global Variables (variables que pueden ser llamadas dentro proyecto) y escribir el nombre de la variable en la celda cuya intersección es la fila donde se encuentra un asterisco * y columna name.

12. Finalmente, se escribe comentarios en la parte superior del peldaño con respecto a la programación realizada.


Compilar, descargar y comprobar un proyecto de CCW

1. Compilar la aplicación dando clic derecho al controlador Micro850 en Project Organizer, y seleccionar Build.

Cuando la compilación es completada, se observará un mensaje en la esquina inferior izquierda afirmando si la compilación ha sido exitosa. Si hay errores en la programación, entonces en el panel Error List dar clic en el error donde automáticamente se direccionará al error en el proyecto. Caso contrario, descargar el proyecto al controlador.

2. En la barra de herramientas de Connected Components, dar clic en “Micro800 Simulator” que permitirá la ejecución del simulador.

3. En la ventana del simulador seleccionamos la dirección IP del controlador para

la comunicación ethernet; posteriormente se procede a sincronizar la


configuración del controlador con el simulador dando clic en el botón mostrado.

4. Luego, se procede a sincronizar la configuración del módulo con el simulador Micro 800 dando clic en “Sincronizar la configuración del módulo”.

5. A continuación, se debe encender el controlador con la ventana del simulador abierta.


6. Clic en “Download” en la barra de herramienta del software para descargar el programa del computador hacia el simulador Micro800. Luego, seleccionamos el PLC con la dirección IP asignada con anterioridad. Por último, dar clic en “OK”.

7. El controlador se encuentra “Conectado”, si deseáramos desconectarlo, en este mismo ícono podemos realizarlo. El color azul muestra que la línea no está energizada y el color rojo muestra que la línea está energizada.

Si la descarga del programa se hiciera en un controlador real, se hace clic en Download situado debajo de la ventana Micro850.


La ventana Connection Browser emergerá, luego buscar el controlador correspondiente expandiendo AB_ETHIP-1 y escoger el controlador con la respectiva dirección IP. Por último, dar clic en OK.

La ventana Download Confirmation aparecerá para sobrescribir el proyecto en el controlador. En este caso, el proyecto no tiene valores asignado todavía por lo tanto dar clic en Download.

La descarga continuará, sin embargo, se presenta el anuncio para colocar el controlador en modo Run. Clic Yes.


El controlador está en modo Connected. Si se quiere desconectar, desplegar las opciones del mismo icono y seleccionar Disconnected. Además, el color azul muestra que la línea no está energizada y el color rojo muestra que la línea está energizada.


5. Actividades por desarrollar

Realizar la programación de las siguientes aplicaciones en diagrama de lógica escalera, utilizando el software Connected Components Workbench.

Ejercicio 1

Ejercicio 2

Ejercicio 3

Controlar el avance de una banda transportadora con dos modos de funcionamiento. Si el interruptor T1 se está presionado: El sensor s1 al detectar un objeto, hará que el motor M de la banda transportadora gire a la derecha y lleva el objeto hacia el final de carrera de la banda, ésta se detiene cuando el sensor s2 detecta el objeto.


Si el interruptor T1 está apagado: El motor M de la banda transportadora gira a la derecha si ambos sensores no detectan objetos. Si al menos un sensor detecta un objeto, la banda transporta se detiene.


Bibliografía:

• Controladores programables Micro830 y Micro850, Rockwell Automation Technologies, Inc., Milwaukee, Wisconsin, 2015. Disponible en: http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/um/2080-um002_-es-e.pdf

• Micro800 Programmable Controllers General Instructions, Rockwell Automation Technologies, Inc., Milwaukee, Wisconsin, 2016. Disponible en: http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/rm/2080-rm001_-en-e.pdf

ANEXOS

R_TRIG function block

The following example program shows the recommended usage of an R_TRIG

function block used to detect an edge while connected to the controller.

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