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Departament d’Educació

Electricitat/Electrònica

SCL Introducción a la programación

Realizado por: Josep Cañigueral i Barnes

IES SEP LA GARROTXA

Fecha: 12/01/2007 Versión: 1.1

Página: 1/56 Fichero: S7_SCL

PLC S7-300

PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA

S7-SCL





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PRÓLOGO Esta documentación forma parte de una serie de manuales que un grupo de profesores de tres institutos de educación secundaria de Catalunya, como son:

IES-SEP Comte de Rius de Tarragona IES Palau Ausit de Ripollet (Barcelona)

IES-SEP La Garrotxa de Olot (Girona) han estado experimentando con diferentes materiales incluidos dentro de la temática de la automatización, el control y las comunicaciones industriales. Este equipo de profesores, formaron un grupo de trabajo, llamado EDCAI (Experimentación y Documentación en Control y Automatización Industrial), reconocido tanto por el Departament d’Educació de la Generalitat de Catalunya como por la empresa Siemens, con unos objetivos tan sencillos como claros y que se basaban en la realización de documentación realizada por profesores/as para profesores/as, y que además, pudiese servir como manual para los alumnos, esto quiere decir que se ha intentado realizar una documentación que sea fácil de seguir con unas explicaciones paso a paso de los diferentes procesos a realizar, para de esta manera poder alcanzar el objetivo propuesto en cada ejercicio. Este grupo de trabajo continúa trabajando en cada uno de los temas para poder ir actualizando día a día esta documentación, es por ello, que nos podéis enviar vuestras sugerencias a través de la información que encontrareis en la web dedicada a este grupo de trabajo y que desde aquí os invitamos a participar.

www.iespalauausit.com/edcai/edcai.php Esperamos que el esfuerzo y dedicación que hemos realizado pueda ayudar a mejorar vuestra labor educativa.

Los profesores del grupo de trabajo EDCAI





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ÍNDICE 1. Introducción.

2. Funciones matemáticas i de conversión.

3. Manejo de datos en listas y matrices.

4. Manejo de datos complejos: UDTs.

5. Problemas complejos de tratamiento de datos.

6. Ejercicios propuestos.

7. Soluciones.





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1.- Introducción. La instrucción IEC 1131-3 persigue la normalización de los lenguajes de programación para autómatas programables, de forma que independientemente de la tecnología elegida, los programas escritos para un PLC concreto puedan trasladar-se a un PLC de otro fabricante con poco esfuerzo. Uno de los lenguajes definidos en esta norma es el ST o “structured text” que es un lenguaje de alto nivel y que como tal tendrá todas las prestaciones de éstos: instrucciones matemáticas complejas, tipos de datos complejos, tipos de datos definidos por el usuario, manejo de tablas i matrices, de datos complejos y las estructuras de control clásicas que poseen todos los lenguajes de alto nivel: IF THEN ELSE, REPEAT UNTIL, WHILE DO, FOR TO y CASE OF. SCL “ structured control language “ es el lenguaje de texto estructurado para PLCs de Siemens y está basado en el lenguaje de alto nivel PASCAL. Permite una fácil integración en el contexto de una solución global para un problema de automatización ya que un bloque programado en SCL puede ser llamado desde un bloque escrito en KOP, en grafcet, en AWL o en FUP y a la inversa, un bloque escrito, por ejemplo en KOP puede ser llamado desde un bloque escrito en SCL. Al mismo tiempo SCL trata todas las áreas de memoria del PLC como variables globales, lo que permite, como en el resto de lenguajes, intercalar una dirección absoluta de memoria (entrada, salida, marca, DB, periferia, etc.) en el área de instrucciones del bloque como si se tratara de una variable del bloque. SCL está especialmente indicado para la resolución de los siguientes tipos de problemas:

1. Problemas matemáticos complejos como los siguientes ejemplos: • Función de normalizado de variables analógicas. • Cálculo de volúmenes y pesos de depósitos cónico-cilíndricos. • Cálculo de tiempos de activación o funcionamiento de dispositivos.

2. Problemas de tratamiento de datos, como los siguientes ejemplos:

• Filtrado de una variable analógica • Determinación de media y valores extremos en un grupo de valores • Detección de errores repetidos por desviaciones fuera de tolerancia en distintos

instrumentos.

3. Manejo de datos en matrices, como los siguientes ejemplos. • Determinación de la posición de carga y descarga de piezas en un almacén con

robot cartesiano de dos ejes. • Mantenimiento de un histórico de eventos en un PLC. • Impresión de un histórico de valores de producción en un dosificador de colas. • Gestión de la presentación en pantalla de datos de mantenimiento y funcionamiento

de válvulas y motores. • Gestión de contadores de producto en máquina plegadora de sábanas.

4. Aplicaciones de tratamiento de grandes cantidades de datos, como los siguientes

ejemplos. • Mantenimiento de datos de producción de un grupo de máquinas de hilatura. • Mantenimiento de datos de producción de un grupo de máquinas de inyección.

En el presente documento se pretende, a la par que ir explicando los detalles del trabajo con la herramienta de programación en SCL ( editor y compilador), diseñar funciones que resuelvan todos los problemas tipo planteados, forzando al alumno a leer programas diseñados por otros programadores cosa que necesariamente forma parte del aprendizaje de todo buen programador. Al final de cada capítulo se van a dar también una colección de ejercicios propuestos.





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Para terminar con la introducción quisiera hacer unas recomendaciones acerca de la ubicación de estos contenidos en el ciclo superior de Sistemas de Regulación y Control, de los conocimientos previos que debe tener los alumnos para sacar el máximo aprovechamiento de estos contenidos, de las herramientas necesarias para trabajar en SCL y del uso más racional a mi modo de entender de SCL en una aplicación general de automatización. Respecto al primer punto, mi opinión es que hay que enseñar diseño, antes que codificación por lo que habría que seguir el camino clásico consistente, en enseñar las estructuras básicas de control, las estructuras de datos y la programación en pseudo código de los algoritmos tipo, antes que entrar en la codificación a cualquier tipo de lenguaje. De otro lado es necesario tener un buen nivel de autómatas, antes de programar en SCL. Desde mi punto de vista, estos dos factores hacen que la ubicación más deseable para estos contenidos, sea la de los módulos de Desarrollo de sistemas secuenciales o de Desarrollo de sistemas de medida y regulación o de Informática industrial pero siempre que se impartan después de haber dado conocimientos generales sobre PLCs, que ya está así recomendado en los documentos sobre la planificación del ciclo formativo. Sobre las herramientas necesarias para trabajar con SCL mencionar que con disponer del STEP-7 y de las herramientas SCL y PLCSIM es suficiente puesto que PLCSIM nos permite depurar todas las funciones que desarrollemos con SCL. Sobre el último punto y después de escuchar alguna recomendación de técnicos que trabajan en este campo mi opinión es la siguiente. Ocurre sobretodo en alumnos que provienen de formación informática, que tienen dificultad relativa en trabajar con diagrama de contactos KOP, que al conocer SCL quieren resolverlo todo en SCL cosa realmente inadecuada por la razón que la mayoría de personas (técnicos de mantenimiento, de puesta en marcha, etc.) que tienen que leer programas de PLC, cambiarlos, depurarlos, etc. Entienden perfectamente KOP pero pocos de ellos son capaces de entender y menos depurar y testear programas en SCL. Por ello mi recomendación es que se destine SCL a resolver problemas concretos, muy bien definidos y que esté muy bien documentado como tienen que funcionar y que se siga utilizando KOP o FUP para enlazar todas las funciones y para programar la parte básica de la aplicación. Antes de abordar la programación en SCL a partir del planteamiento de problemas concretos comunes en diversas aplicaciones, quisiera abordar la resolución de un sencillo problema para visualizar la importancia de trabajar o no con parámetros, en las funciones que vayamos a programar. Ruego al lector que se abstenga de valorar si el ejemplo es idóneo para ser programado en SCL puesto que éste no es el objetivo de este apartado.





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Supongamos que queremos consultar el estado de la entrada E124.0 para activar o desactivar la salida A124.0. En KOP o diagrama de contactos es tan simple como esto:

Aceptando que el lector posee conocimientos básicos de programación en lenguaje de alto nivel, es fácil ver que la solución al problema, escrita en lenguaje algorítmico es: si (E124.0 = 1) entonces A124.0 := 1; sino A124.0 := 0; fsi Este trozo de código, incorporado a una función concreta como FC51, tiene traducción directa a SCL como:

Dejando aparte la traducción precisa de las distintas estructuras y operadores, del lenguaje algorítmico a SCL, cuestión que abordaremos progresivamente, esta función deberá llamarse, por ejemplo desde el OB1, para que sea ejecutada. El aspecto de la llamada será el siguiente:





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Supongamos ahora, que queremos hacer lo mismo con la entrada E124.1 para activar la salida A124.1 Evidentemente habrá que modificar el código fuente de la FC51, para incorporar esa modificación, que pasará a ser:

Con esta modificación la llamada a la función no sufrirá ningún cambio, pero es obvio que hemos obligado al programador a cambiar el código de una función escrita en SCL. Si quisieran añadirse mas entradas y salidas que debieran recibir el mismo tratamiento, debería modificarse de nuevo el código de la función SCL. En vez de esto proponemos trabajar con parámetros. Un parámetro es asimilable a una variable, que es cargada con un valor concreto al hacer la llamada a la función. Esto nos permite escribir la función sin hacer referencia a direcciones absolutas de memoria, usando en su lugar los parámetros o variables mencionadas, como objetos genéricos. Los parámetros, pueden ser de entrada ent (solo nos interesa consultar su valor), salida sal (solo nos interesa darle un valor) y entrada salida ent_sal (Nos interesa consultar i modificar su valor) Veamos el ejemplo inicial reescrito usando dos parámetros, primero en lenguaje algorítmico.





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acción actuarSalida(ent entrada: bool,

sal salida: bool) si (entrada = 1) entonces salida := 1; sino salida := 0; fsi facción En lenguaje algorítmico se distingue entre funciones (solo tienen parámetros de entrada y retornan un único valor del tipo definido para la función) y acciones (pueden recibir cualquier tipo de parámetro y no retornan ningún valor). En SCL traducimos la acción precedente como la función FC 52 quedando como sigue:

Se ha declarado “entrada” como parámetro o variable de entrada y salida como parámetro o variable de salida. Cuando llamamos a la función desde el OB1 el aspecto de la llamada ha cambiado apareciendo en la misma los parámetros definidos, como se observa en la siguiente figura:

Es ahí en la llamada cuando asignamos un valor al parámetro formal entrada y una dirección “puntero” al parámetro formal salida. Trabajando de esta forma no será necesario modificar el código de la función para actuar sobre una salida adicional, sino que efectuaremos una segunda llamada asignando nuevos valores actuales a los parámetros. La última versión de la FC51 en el que actuábamos sobre dos salidas, quedará resuelto con dos llamadas a la FC52, tal como se muestra a continuación:





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Es obvio que pueden realizarse llamadas adicionales, de hecho pueden hacerse tantas como sean necesarias. Esta forma de trabajar tiene dos ventajas claras: La primera es que reducimos la memoria ocupada por el programa al duplicar la llamada de la función en vez del código de la misma. Las ventajas son más evidentes cuantas más veces tengamos que ejecutar la función y cuanto más código tenga la función. La segunda ventaja hace referencia a la transparencia de la función en el sentido de que es mucho mas clara una función con parámetros que sin ellos. Una función con parámetros nos permite observar su funcionamiento viendo los valores de respuesta, y además la introducción de un parámetro nos permite evitar la modificación del código de una función para por ejemplo cambiar una dirección de memoria.





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2.- Funciones matemáticas y de conversión. 2.1.- Función para indicar si una variable está o no dentro de márgenes o fuera de control. Se trata de una función de vigilancia de una variable de proceso o de una variable interna del control, de manera que si su valor está por encima de un máximo, introducido como parámetro de entrada o por debajo de un mínimo también introducido como parámetro de entrada nos activa una salida para aviso, alarma o indicación de fuera de control. Los parámetros necesarios son: ent valorProceso: real,

valorMaximo: real, valorMinimo: real,

sal alarma: bool, Podemos plantear una función que nos retorne alarma teniendo como entradas los tres parámetros o variables mencionados. Escrita en lenguaje algorítmico tendremos: funcion indicarFueraDeControl(valorProceso, valorMaximo, valorMinimo: real): bool

var alarma: bool;

fvar si valorProceso >= valorMaximo or valorProceso <= valorMinimo entonces alarma := true; sino alarma := false; fsi retorna alarma;

ffuncion;

Vamos a continuación a explicar por pasos, como programar y probar esta función en SCL. En primer lugar, hay que crear un proyecto en STEP 7 asociándole únicamente un programa S7 puesto que no es necesario asignarle un hardware si no trabajamos con una aplicación concreta. En segundo lugar hay que escribir el código fuente de nuestra función (existe una traducción precisa de lenguaje algorítmico a SCL), usando para ello el contenedor fuentes de nuestro proyecto, insertando dentro del mismo una fuente SCL. Por último, hay que compilar nuestra fuente SCL para traducirla a lenguaje ejecutable por el PLC. Veamos detenidamente cada uno de estos pasos.





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Creamos el proyecto SCL_01 e insertamos en el un programa S7. Insertamos dentro de la carpeta fuentes, una fuente SCL con el nombre “fueraDeControl”. Una fuente SCL puede contener varias funciones así como otros tipos de bloques como OB y DB. Abrimos la herramienta SCL haciendo doble clic sobre el objeto que acabamos de insertar para pasar a la edición de nuestra función. Debemos plantearnos con que tipo de bloque S7, básicamente FC o FB vamos a trabajar para introducir nuestra función, y como traducir la declaración de variables, las estructuras de control y el resto de elementos contemplados en la notación algorítmica. En primer lugar hay que decir que tanto las funciones como las acciones de la notación algorítmica se corresponden con FCs o FBs al traducirlos a SCL. SCL por tanto, no distingue





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entre funciones y acciones y de hecho la única distinción entre ellas se encuentra en la declaración de variables. Sobre la cuestión de cuando utilizar un FC o un FB la distinción es la siguiente: Si al ejecutar la función se genera mucha información adicional, no contemplada en los parámetros de entrada, que además ha de ser almacenada, el módulo a utilizar será un FB, puesto que toda esta información adicional se guardará en el DB de instancia del FB. Si por el contrario toda la información relevante se encuentra en los parámetros de salida de la función, el módulo a utilizar será claramente un FC. El aspecto de la herramienta se observa en la figura siguiente: Para facilitar la edición disponemos de plantillas, tanto de bloques como de parámetros como de estructuras de control, por lo que empezamos insertando una plantilla de bloque FC. La plantilla correspondiente nos aparece en la ventana de edición, como muestra la siguiente figura:





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En la línea 2 aparece la declaración de la función, en la cual debemos sustituir xxx por el número de la FC que vayamos a usar. Por ejemplo FC2. También aparece el tipo de datos correspondiente al valor de retorno de la función. En la plantilla aparece INT pero puede ser cualquier tipo de datos o VOID si la función no ha retornar ningún valor. De las líneas 3 a 8 hay que introducir la declaración de todos los objetos necesarios para la correcta ejecución de la función. En la figura pueden observarse todos los tipos de objetos que pueden declararse, la sintaxis de la declaración y el tipo de módulo de programa S7 que lo soporta. También están indicados en el orden más correcto en que deben declararse. Las variables estáticas que en un FB son las variables que se salvaguardan en el DB de instancia, pueden ser declaradas también en una FC aunque al compilar quedaran configuradas como variables temporales y por tanto su valor se perderá al finalizar la ejecución.





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Podemos insertar también una plantilla para la declaración de constantes y parámetros.

SCL distingue entre variables y parámetros. Los parámetros aparecen en la interfase de la función, al ser llamada. Las variables no aparecen en la interfase y su valor se pierde al finalizar la ejecución de la función si son temporales o se salvaguarda en el DB de instancia si son estáticas (solo en caso de FBs).

Finalmente las líneas 9 y 10 de la plantilla de la FC y por supuesto todas las que fueran necesarias, albergarían el código de la función con todas las estructuras de control necesarias. La línea 11 asigna a la función el valor constante 100, para que sea su valor de retorno y con la línea 12 finaliza la función. Realizamos ahora la declaración de la función indicarFueraDeControl y sus parámetros: Como solo debemos declarar parámetros de entrada y una variable temporal que se corresponderá con la variable de retorno de la función, eliminamos el resto de apartados de la declaración. Observar que la función se ha declarado con nombre simbólico. Esto nos obligará a declarar una FC con el mismo nombre simbólico en la tabla de símbolos. A la tabla de símbolos puede accederse directamente desde el menú herramientas. Indicamos FC120.





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Para finalizar la edición de la función completamos el área de instrucciones con la estructura IF THEN ELSE, que puede si se desea insertarse en el área de edición. Nos queda compilar la función, programar su llamada en OB1 por ejemplo, y probarla. Para compilar usamos el siguiente botón de la barra d’herramientas: Para ver los resultados de la compilación debemos tener activa la opción Con esto nos aparece en la ventana inferior del área de trabajo. Que nos indica que no existe ningún error y que nuestro bloque está listo para ser probado.





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Antes hay que programar la llamada a la función. Para ello, desde el contenedor bloques abrimos el OB1 en KOP e insertamos la FC120 en un segmento. Aparece el nombre de la función, los tres parámetros de entrada y en el parámetro RET_VAL aparece el valor de retorno de la función. RET_VAL es por lo tanto una palabra reservada y es usada como un parámetro de salida del tipo declarado para la función. Si la función se ha declarado como boleana RET_VAL es bool si la función es declarada como INT RET_VAL es también de tipo entero, etc. Para completar la llamada a una función (FC) hay forzosamente que asignar valores a los parámetros de la función. En el ejemplo, usamos la función para controlar una variable de proceso, cuyo valor está en MD50 y sobre la que hay que indicar una alarma si su valor es menor de 30 o mayor que 50,5. La marca M100.0 estará a 1 si hay alarma y a 0 en caso contrario. Arrancamos el simulador desde el administrador simatic y cargamos todos los bloques en la CPU, para a continuación colocar en RUN el conmutador de estado del PLC. Para probar la función insertamos en el simulador una variable general y le indicamos MD0, con el formato regulación real, lo que nos permite cambiar su valor entre un mínimo y un máximo como si fuera un potenciómetro.





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En las figuras siguientes podemos observar la respuesta de la función para tres valores en MD0.

En este caso, el valor de MD0 está entre 30 y 50.5 y por lo tanto, M100.0 está en 0 indicando que la variable se encuentra dentro de márgenes.

En este segundo caso, la variable ha sobrepasado a valorMaximo por lo que el valor de retorno de la función es 1, indicando alarma de proceso.





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La misma situación se da cuando el valor en MD0 es inferior a 30, tal como muestra la siguiente figura.

Con esto podemos hemos comprobado que la función se comporta tal como deseábamos por lo que la damos por buena.





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2.2.- Función para convertir un valor real a tiempo simatic. Supongamos que tenemos un sistema de control de una máquina o proceso donde intervienen un PLC y una pantalla para la interfase de usuario, conectados por MPI, tal como muestra la siguiente figura. En la interfase de usuario del sistema descrito se ha previsto una pantalla de configuración, donde se desea poder cambiar el valor de preselección de varios temporizadores del proceso. Los temporizadores de la gama del S7-300/400 utilizan el tipo S5TIME que no es un tipo de datos estándar y que tiene el inconveniente de cambiar la base de tiempo de manera automática, según el valor de preselección propuesto. Esto quiere decir que según el intervalo de tiempo deseado para preseleccionar el temporizador deberíamos cambiar el formato de preselección. Para facilitar la tarea del operador de planta hemos diseñado la interfase para permitir la entrada directa de tiempos en segundos, en formato real con dos decimales, por lo que podemos apreciar centésimas de segundo. Con esto facilitamos la tarea por parte del usuario pero hemos de diseñar una función de conversión para convertir el tiempo, introducido en formato real a formato S5TIME. Escrita en lenguaje algorítmico la función tiene el aspecto que sigue. En ella utilizamos varias funciones de conversión de tipos. En primer lugar disponemos, en la librería estándar de funciones S7, de la función de conversión timeToS5time, que vamos a utilizar. Con ello hemos reducido el problema a realizar una conversión realATime que en el ejemplo lo realizamos del siguiente modo:

• Pasamos entrada de segundos a milisegundos (entrada*1000.0) • Convertimos el resultado anterior (real) a entero 32 bits (realAEnter) • Convertimos el resultado del paso anterior a time (entero 32 bits en mseg) con

(enterATime) funcion realAS5time(entrada: real): s5time

var aS5T: s5time;

fvar aS5T := timeAS5time (EnterATime(realAEnter(entrada*1000.0))); retorna aS5T;

ffuncion;





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Escrita en SCL la función queda como sigue:

Hemos usado dos funciones de conversión implícitas en SCL como DINT_TO_TIME y REAL_TO_DINT y hemos usado la función TIM_S5TI que viene incluida en la librería estándar en el apartado IEC function blocks. Para probar la función hemos diseñado una pequeña interfase en la pantalla TP270, que describimos a continuación. En la columna preselección hemos incluido tres campos de entrada con el valor de preselección en segundos, en formato real, de tres temporizadores. Los botones de comando de estado de la derecha nos permiten arrancar o parar cada uno de los temporizadores de manera individual. Los temporizadores son SE por lo que al finalizar el tiempo el mismo temporizador borra el BIT de arranque asociado al botón de comando de estado, pudiéndolo observar en la misma pantalla. Los tres campos de salida situados bajo la columna Valor actual permitirán observar el valor actual de cada uno de los temporizadores después de programar la correspondiente función.





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De momento vamos a probar que la introducción de un valor real en cada uno de los mencionados campos de preselección se traduce en el correspondiente valor S5TIME de arranque del temporizador. Para ello programamos los tres temporizadores en el OB1. Debido a que tanto la preselección como el BIT de arranque se modifican desde la pantalla hemos definido los siguientes valores en DB10.

Con estas variables la programación de los temporizadores nos queda como sigue:

En primer lugar llamamos a la función REAL_TO_S5TIME a la que damos como entrada el valor de preselección introducido en el correspondiente campo de entrada de la pantalla comentado anteriormente. La respuesta de la función la descargamos en “D_TP”.T1_S5T_SP en formato S5TIME. Este mismo valor, es el que introducimos como preselección del temporizador.





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El arranque del temporizador lo realizamos con “D_TP”.T1_ON que se activa o desactiva desde la pantalla. Cuando el temporizador finaliza el tiempo desactiva también el BIT de arranque. En la siguiente diapositiva vemos el resultado de la función de conversión.

Arrancamos el simulador, cargamos el programa del PLC en el simulador y arrancamos el runtime del Protool. Al introducir un valor en Tiempo 1 observamos su efecto el segmento 1 pudiendo ver como coincide con el valor S5TIME del temporizador.

Los proyectos descritos en esta práctica y en el resto de prácticas de este manual están incluidos en el CD que lo acompaña.

Como puede fácilmente intuirse, a menudo se hace necesaria la función contraria para convertir a real el tiempo transcurrido en el temporizador. Esto podría usarse para visualizar los tiempos actuales de temporizadores cuando están activados.





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Para construir esta segunda función que vamos a denominar S5TIME_TO_REAL vamos a usar la función S5TIME_TIME (FC33) del apartado funciones IEC de la librería estándar que acompaña al paquete STEP 7. Hay que hacer sin embargo las siguientes salvedades:

• Los tiempos actuales pueden descargarse de los temporizadores usando los parámetros DUAL, declarado de tipo WORD y que contiene en formato entero el tiempo que resta para completar la preselección y DEZ declarado también de tipo WORD y al igual que con DUAL conteniendo el tiempo que resta para completar el tiempo preseleccionado, pero en formato BCD, de hecho en formato S5TIME. Por este motivo nuestra función va a leer el tiempo actual del temporizador del parámetro DEZ.

• Vamos a indicar el tiempo transcurrido desde el arranque del temporizador en vez del tiempo que falta para completar el ciclo, por esto nuestra función va a tener como parámetro de entrada el valor de preselección del temporizador.

El código de la función escrita directamente en SCL es:

Es una función muy parecida a la anterior pero quiero resaltar dos cosas:

• entrada es el parámetro que va a recibir al valor actual del temporizador del parámetro DEZ del mismo, que esta declarado como WORD. Sin embargo SCL no dispone de la conversión WORD_TO_S5TIME, por lo que no podemos traspasar la salida de DEZ a la entrada de S5TI_TIM. Aunque hay otras soluciones, en nuestro caso lo hemos resuelto, declarando lo que se denomina una vista sobre una variable. Si observamos el apartado de variables de entrada vemos la declaración de entrada_S5T AT entrada: S5TIME. Esto significa exactamente que entrada_S5T contiene lo mismo que entrada pero que su contenido será interpretado como S5TIME, con lo que podemos pasar entrada_S5T a S5TI_TIM sin ningún problema. Sin embargo, en la interfase de la función solo nos aparecerá, entrada.

• Las conversiones aplicadas son: entrada_S5T pasa a formato TIME (miliseg), el resultado se pasa a DINT y a su vez, este último a REAL. Este resultado se divide por 1000.0 para pasar a segundos y finalmente restamos este resultado del valor preseleccionado para obtener el tiempo transcurrido en vez del tiempo restante.





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Para probar la función solo nos queda llamarla en el OB1 colocando como salida de la misma la dirección de DB10 asignada a los campos de salida de la pantalla. La llamada de la función queda como sigue:

Al parámetro DEZ del temporizador le asignamos la variable temporal del OB1 #A1_W declarada lógicamente de tipo WORD. También le pasamos en SP el valor de preselección del temporizador como REAL. Finalmente la función nos devuelve en RET_VAL el valor actual del temporizador en segundos para poderlo visualizar desde la pantalla. Como podemos comprobar en el sinóptico contiguo, vemos los tiempos transcurridos desde el arranque de los tres temporizadores en la columna valor actual.





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2.3.- Función para normalizar o escalar una entrada analógica. Como se ha dicho en la introducción, la realización de cálculos es una de las aplicaciones donde SCL toma clara ventaja respecto por ejemplo a KOP o incluso AWL. Para comprobarlo podemos diseñar el primer ejercicio en KOP y en SCL comparando la extensión del código generado en el PLC. La normalización de variables analógicas en Siemens tiene las siguientes particularidades: Se aplica generalmente la función de la librería estándar FC105 SCALE que aplica una conversión lineal entre el valor de entrada, variable entre 0 y 27648 si la entrada es de rango unipolar o entre -27648 y +27648 si la entrada es de rango bipolar y un valor de salida variable entre LO_LIM y HI_LIM. El valor de entrada proporcionado por las tarjetas analógicas del S7-300 puede sin embargo sobrepasar el valor 27648 cuando por ejemplo se ha conectado un sensor de rango de salida 2 a 10 voltios y el sensor está proporcionando 10,5 voltios a la tarjeta analógica indicando por descontado, que hay un desbordamiento en la variable del proceso que se está midiendo. En esta situación la función SCALE proporcionada por STEP-7 en la librería estándar daría como salida, el valor HI-LIM cosa que obviamente no proporciona información acerca de en cuanto está sobrepasado el valor máximo proporcionado por el rango de medida del sensor. En la figura anexa puede verse una llamada a la FC105 SCALE, con sus parámetros. El significado de cada uno de los parámetros se irá comentando a lo largo del ejercicio. Se pretende por tanto corregir esta limitación de la función SCALE haciendo que cuando el sensor de un valor superior a 10 voltios, 20 mA, etc. dependiendo de su rango, cosa que significará que en el valor de entrada de la función se presente un valor entre 27648 y 32767, nuestra función responda también con un valor que esté por encima de HI_LIM. Describimos a continuación los puntos clave en el proceso de escalado o normalización de valor de entrada analógico. En primer lugar el sensor da una señal entre 0-10v, 1-5v, 4-20mA, etc. cuando la variable en el proceso varía de LO_LIM a HI_LIM. La variable en el proceso puede variar fuera de los márgenes indicados, provocando que el sensor proporcione una señal fuera de los rangos de medida indicados. En segundo lugar la tarjeta de entrada analógica conectada al PLC proporciona en una palabra del área de memoria de periferia de entradas un valor entero comprendido entre 0 y 27648 si el rango del sensor es unipolar o entre -27648 y +27648 si el rango del sensor es bipolar. En tercer y último lugar debemos aplicar la función escalar y dar como salida el valor de la variable del proceso en unidades de ingeniería. Por supuesto que este valor estará, en condiciones normales, comprendido entre LO_LIM y HI_LIM.





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Gráficamente:

0 27648 32767

HI_LIM

LO_LIM

VAR_PV

INPUT

El gráfico corresponde a una entrada unipolar. Para un valor “INPUT” cualquiera entre 0 y 27648 la función nos responde con VAR_PV, que se correspondería con el valor de la variable del proceso. Nótese que la función podría perfectamente dar valores por encima de HI_LIM cuando INPUT varía de 27648 a 32767. La formula que hay que aplicar se deduce de la ecuación de una recta que pasa por dos puntos (x1, y1), (x2, Y2) y = ((Y2-y1)/(x2-x1))*(x-x1) + y1 Aplicado a nuestro problema los puntos de la recta son (0, LO_LIM), (27648, HI_LIM) Y la formula para el caso de rangos unipolares es: VAR_PV = ((HI_LIM-LO_LIM)/27648)*INPUT + LO_LIM Si el rango es bipolar los puntos son (-27648, LO_LIM), (+27648, HI_LIM) y la formula cambia a la siguiente expresión VAR_PV = ((HI_LIM-LO_LIM)/(27648-(-27648)))*(INPUT-(-27648)) + LO_LIM Estamos ahora en condiciones de resolver el problema usando SCL. En primer lugar hay que tener un PC con STEP7 y las herramientas PLCSIM y por supuesto SCL. Si se dispone de STEP7 Professional ambas herramientas de ingeniería vienen incluidas en el mismo CD del STEP7.





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Creamos el proyecto SCL001 e insertamos un programa S7, tal como muestra la figura contigua. A continuación hemos de crear la fuente SCL de nuestra función. Esto significa que cuando trabajamos con SCL hay que primero escribir el código y luego compilarlo para generar el bloque ejecutable por el PLC. Así que abrimos la carpeta fuentes y bien con el menú insertar, bien con el botón derecho del ratón creamos una fuenteSCL(1), a la cual denominaremos funcionEscalar. En nuestro proyecto existe ya otra fuente denominada volumenDeposito. Tanto de una forma como de otra es posible insertar dos tipos de objetos relacionados con SCL, fuente SCL y archivo de control de compilación de SCL. Optaremos por Fuente SCL y más adelante ya trabajaremos con archivos de control de compilación.





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A continuación abrimos la fuente que acabamos de insertar haciendo doble clic sobre ella. Se nos abre la herramienta de trabajo en SCL, que tiene el aspecto de la siguiente figura. Abrimos directamente el menú Herramientas, Preferencias

Activamos todas las opciones de la ficha compilador. El menú insertar tiene un apartado interesante, destinado a facilitar la tarea del programador, denominado insertar plantilla de bloque que vamos a usar inmediatamente. Al seleccionar insertar, plantilla de bloque, FC aparecen las siguientes líneas en el editor.





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En primer lugar pide el numero de la FC que deseamos editar y si esta función va a devolver algún valor de retorno y si es así el tipo de datos del valor de retorno. En la plantilla propuesta la función retorna un valor entero. En segundo lugar nos pide la declaración de variables, en la cual solo presupone que existan variables temporales, pero además de temporales las variables, al igual que en KOP o en FUP, pueden ser de entrada VAR_INPUT, de salida VAR_OUTPUT, o de entrada salida VAR_IN_OUT. Si se tratara de un bloque FB las variables podrían ser además estáticas. VAR_INPUT son valores que introducimos en la función. Desde la función solo podemos leer estos valores. VAR_OUTPUT La función entrega valores de salida sobre estos parámetros, pero no puede consultar su valor mientras se ejecuta. VAR_IN_OUT La función entrega valores de salida sobre estos parámetros pero además puede consultar su estado o valor en cualquier momento. Los tres tipos de variables, VAR_INPUT, VAR_OUTPUT y VAR_IN_OUT, aparecen como parámetros cuando se invoca a la función desde otro bloque. En ningún caso aparecen las variables temporales ni las estáticas en el caso de FBs. Por ultimo deja espacio para el área de instrucciones y acaba con un valor constante de retorno para la función y la palabra clave END_FUNCTION. Para concretar nuestra función escalar debemos antes identificar los parámetros o variables que necesitamos. Pueden deducirse de la propia expresión que antes hemos descrito. Se tendrán los siguientes parámetros de entrada. IN: Valor de entrada de la función. Es el valor que nos proporciona la tarjeta analógica del PLC. Será un valor entero entre 0 - +32767 si el rango es unipolar y –32767 a +32767 si el rango es bipolar. HI_LIM: Valor máximo del margen del captador en unidades de ingeniería. Se corresponde con el valor de la variable del proceso para la máxima señal proporcionada por el captador: 10v, 20mA, etc. Será un valor real. LO_LIM: Valor mínimo del margen del captador en unidades de ingeniería. Se corresponde con el valor de la variable del proceso para la mínima señal proporcionada por el captador: 0v, 4mA, etc. Será También un valor real. Bipolar: Bit que indicará a la función que se trata de rangos bipolares si está en 1 o unipolares si está en 0.





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Y los siguientes parámetros de salida: RET_VAL: Valor de retorno de la función que indicará distintos estados. VAR_PV: Valor de la variable de proceso ya escalada o normalizada que se corresponde con la entrada proporcionada. No son necesarias en esta función variables de entrada salida, aunque si definiremos la constante K1 y la variable temporal AR1. De otro lado la función no va a proporcionar valor de retorno, por lo que indicaremos la palabra clave VOID en la cabecera. Esta y la declaración de variables quedarían como sigue: Observar la sintaxis para la declaración de la constante.

Observar también como solo con la declaración de variables y constantes se ha realizado una compilación para comprobar errores sintácticos y no se han presentado errores. En la siguiente figura ya podemos observar el código de la función. Una pequeña aclaración antes de ver las instrucciones. La variable IN es entera y por tanto hay que convertirla a real antes de poder operar con el resto de variables. En KOP habría que usar las instrucciones de conversión. En SCL también hay que hacer básicamente lo mismo, con la ventaja de que ya están definidas en el lenguaje. Es decir podemos llamar a la función INT_TO_REAL sin otra preocupación que la de la correspondencia de tipos.

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Asignando el valor correcto a AR1 usar la misma expresión tanto para rango unipolar como bipolar, simplificando la función.

Nos falta programar la llamada a la función y probarla. La llamamos desde el OB1 por ejemplo, como un segmento en KOP. Observar como en la carpeta bloques de nuestro proyecto aparece la función FC55. Para comparar nuestra función con la estándar de Siemens vamos a llamar a las dos simultáneamente comparando resultados con PLCSIM.





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Lo que sigue serian las llamadas de las funciones. Las dos funciones tienen los mismos parámetros de entrada y distintos de salida por lo que podremos comparar los resultados. Después de transferir el programa al simulador visualizamos en el propio simulador: PEW256 para forzar la entrada y MD0 y MD4 para ver los resultados. En las siguientes figuras tenemos resultados para entrada “0” para entrada “27648” y para entrada “30000”.





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Por último en la diapositiva final se observa la diferencia entre nuestra función y la de Siemens. Para una entrada 30000 superior a 27648 la función de siemens se queda en HI_LIM y la nuestra sigue dando el valor de proporcionalidad.





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2.4.- Función para calcular el volumen, el peso i el porcentaje de carga de un silo de forma cónico cilíndrica. En un silo de forma cónico cilíndrica se mide el nivel de carga con un sensor de ultrasonidos que nos proporciona una señal proporcional a la altura entre la superficie del líquido o sólido que contiene y el borde superior del silo hs. Se dan también las medidas del silo que se indican en el gráfico siguiente. Para calcular el volumen, podemos distinguir entre dos casos, a saber: Que el contenido sea tal que se supere, o no, la altura h2. En el primer caso se tratará de calcular el volumen de un cilindro de altura (h-h2) al que añadiremos el volumen fijo del cono inferior. En el segundo caso se tratará de calcular el volumen de un cono truncado de altura h y radio R. Para facilitar los cálculos vamos a encontrar en primer lugar el volumen del cono truncado inferior. El volumen del trozo de cono que falta para completar el cono inferior tiene una altura teórica hci que se calcula por trigonometría a partir de R2, R1 y h2. hci = R2*h2/(R1-R2) El volumen de ese cono imaginario de radio en la base R2 es Vci y será: Vci = 1/3*(∏*R22)*hci El volumen total del cono final del silo Vc será el volumen del cono con base de radio R1, menos el volumen del cono con base, de radio R2 Vc = 1/3*(∏*R12)*(h2+hci) - Vci Con estos datos las fórmulas aplicar serán las siguientes:





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Caso 1: h > h2 Volumen = Volumen cilindro de altura h-h2 + volumen cono Volumen = (∏*R12)*(h - h2) + Vc Caso 2: h < h2 En este caso hay que determinar el radio R correspondiente al círculo donde está la superficie del producto almacenado. Por trigonometría R = R2*(h + hci)/hci Volumen = 1/3*(∏*R2)*(h + hci) - Vci Con esta introducción podemos ya plantear el diseño de la función que queremos desarrollar. La función tendrá como parámetros o variables de entrada: InSensor Entero con el valor de conversión proveniente de la tarjeta analógica donde está conectado el sensor. R1, R2, h1, h2 Reales con valores en metros para fijar las dimensiones del silo. Densidad Real con el valor de densidad del producto almacenado. Como variables de salida tendremos: Volumen, Peso Reales con estos valores de respuesta %CapacidadTotal Real con el porcentaje de llenado del tanque Para facilitar los cálculos definiremos también unas variables temporales que usaremos para almacenar resultados intermedios. Variables temporales hci, h, R, Vci, AR1 Reales La secuencia de operaciones de la función será: 1.- Control de errores en entradas 2.- Escalado de InSensor para obtener h. Con ello practicamos llamadas de funciones desde SCL. 3.- Determinar valores auxiliares. 4.- Determinar Volumen, Peso y %CapacidadTotal Escribimos el código en la fuente VolumenDeposito que ya habíamos creado.





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En esta figura vemos completa la declaración de variables:

Hemos añadido una variable temporal denominada error que vamos a usar para la llamada de la función scale, y hemos declarado h como variable de salida en vez de temporal por considerarla útil para determinadas aplicaciones. En la parte del programa, empezamos realizando un control de parámetros de entrada. En concreto si R1 o h1 son cero. Si eso ocurre asignamos valor nulo a los parámetros de salida y ponemos 1 en RetValue para indicar fallo en parámetros de entrada. De otro lado si R1 y h1 tienen valores distintos de cero, la función sigue su curso normal. Para llamar a la función scale lo más fácil es acudir al menú insertar, cogiendo la opción llamada de bloque. Esto produce los resultados que se observan en las siguientes diapositivas. En primer lugar se abre por defecto la librería standard.





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La función scale se encuentra en el grupo TI-S7 Converting Blocks y es la FC105. La seleccionamos haciendo doble clic, produciendo los efectos que se observan a continuación. Sale el nombre de la función y entre paréntesis los parámetros de la misma con indicación en forma de comentario de si es de entrada, salida o entrada salida y del tipo de datos asociado al parámetro. Al cerrar los paréntesis observamos que hay un comentario con indicación WORD. Esto hace referencia a que la función retorna un valor, con este formato de datos. Como se vio en el primer ejercicio la fuente para la función scale empezaría así. FUNCTION FC105: WORD en vez de FUNCTION FC105: VOID como hemos visto en la propia FC que estamos desarrollando. Con esto la llamada a la función Scale para resolver nuestra función nos quedaría como sigue.





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El código completo de la función quedará así: Si hay valores de entrada incorrectos pone a cero las salidas e indica error en RetValue. Si los valores de entrada están en el rango correcto, da un cero en RetValue y escalamos la entrada del sensor entre 0 y la altura total del tanque, h1+h2. Determinamos los valores auxiliares que hemos comentado en el planteamiento. Aplicamos dos fórmulas según que el nivel esté por encima o por debajo del cono. Calculamos el peso, el volumen total y el porcentaje de llenado. Nos queda programar la llamada a la función y probarla con PLC_SYM. La llamada a la función la realizamos en OB1 y queda como sigue.





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Vemos las variables de entrada a las cuales asignamos valores de prueba para comprobar la función. A la variable InSensor le asignamos el canal analógico PEW256. Por último a las variables de salida les asignamos registros del área de marcas para observar su valor en el simulador. Para finalizar arrancamos el simulador, cargamos el programa y depuramos la función hasta que nos funcione correctamente. Podemos al igual que en KOP observar el funcionamiento de la función activando la función observar. Podemos ver el resultado de la función observar en la figura siguiente: En una asignación aparecen los valores de cada uno de los operandos y el resultado final.





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Resultados de la prueba para depósito lleno, depósito vacío y con dos valores intermedios. Tener en consideración que el volumen está en m3, la altura en metros y el peso en Kg.





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Con valores intermedios: 4,78 metros de altura de producto, que representa un 54,82% de capacidad y con 1,5 metros lo que se traduce en un 5,09% de capacidad.

Cualquiera de los dos ejercicios anteriores puede programarse en KOP aunque el código a escribir es bastante más extenso.





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2.5.- Cálculo de tiempos de activación o funcionamiento de dispositivos. Este es también un problema bastante usual en control de procesos. Debe de controlarse la duración de un proceso o el tiempo de funcionamiento de un dispositivo que realiza ciclos de trabajo prolongados de por ejemplo varias horas, piénsese en compresores frigoríficos, bombas, llenado de tanques, etc. No deben de contabilizarse los tiempos de interrupción debidos a alarmas de dispositivos, paradas por acciones de operador, etc. sino solo los tiempos efectivos destinados a la tarea o proceso de la cual se quiere medir el tiempo. Además el valor de ese tiempo ha de visualizarse en un dispositivo HMI, por lo que debe de actualizarse a menudo independientemente de su duración que como se ha dicho puede ser de varias horas. No seria adecuado actualizar el tiempo solo al finalizar el ciclo ya que el valor visualizado tendría siempre el error del tiempo correspondiente al último ciclo. La función medirTiempo que se va a desarrollar va a tener como entrada la señal on off del dispositivo o proceso y otra señal para poder poner a cero los acumuladores cuando se desee. Esta última podría provenir del terminal de operador o scada y su actuación estar protegida con un password para evitar que pudieran borrarse los acumuladores de manera accidental. El formato fecha y hora CPU, (DT date and time) es un formato de datos complejo que ocupa 8 bytes en memoria y por lo tanto deberemos emplear funciones incluidas en la librería estándar del Step 7 para tratarlo. Como el volumen de datos involucrado en la función va a ser grande comparado con las dos funciones anteriores, y como además será una función que se podrá utilizar bastantes veces en un mismo proyecto vamos a desarrollar la función como un FB. Con ello los parámetros que no se quieran incluir en la interfase se declaran como estáticas y sus valores actuales van a quedar almacenados en el correspondiente DB de instancia del FB. Con todo esto, en este ejercicio vamos a practicar con formatos DT, llamadas de funciones en SCL, llamadas de FB y multiinstancias. En resumen los parámetros a usar serán los siguientes: Entrada: DP_ON_OFF Señal on off del dispositivo o proceso DP_RES_ACC Borrado de acumuladores Entrada Salida: DP_NC_ACC Número de ciclos acumulado en dispositivo o proceso DP_T_ACC Tiempo acumulado de funcionamiento en dispositivo o proceso DP_T_UC Tiempo último ciclo en dispositivo o proceso Salida: DP_DT_IUC Fecha y hora inicio último ciclo en dispositivo o proceso DP_DT_FUC Fecha y hora finalización último ciclo en dispositivo o proceso Estáticos DP_FUP Flanco de subida para la señal on off del dispositivo o proceso DP_A_FUP Auxiliar para la obtención del flanco anterior DP_FDOWN Flanco de bajada para la señal on off del dispositivo o proceso DP_A_FDOWN Auxiliar para la obtención del flanco anterior DT_UMIN Fecha y hora del último registro Empezamos editando nuestra función insertando en la carpeta fuentes del proyecto SCL001 la fuente SCL medirTiempo. Vamos al editor de SCL e insertamos plantilla para bloque FB y realizamos la declaración de variables especificada anteriormente.





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En este ejemplo he declarado las dos variables DP_DT_IUC y DP_DT_FUC como parámetros de salida si bien podrían muy bien ser consideradas como variables estáticas. Mi opinión es la siguiente: Si esas dos variables tienen que visualizarse en el sistema HMI, si son declaradas como parámetros de salida será posible enlazarlas con otras variables de un DB específico para el sistema HMI. Si por el contrario son declaradas como variables estáticas, el sistema HMI deberá leerlas del propio DB de instancia del FB. Ambas soluciones son posibles aunque por estilo de programación prefiero la primera de ellas. Además el hecho de incluirlas como parámetros de salida nos va a permitir practicar con el formato DT. El aspecto de la declaración de nuestro FB es el siguiente:





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Respecto a las tareas en las que podemos dividir nuestra función podemos enumerarlas como sigue:

• Elaborar flancos de subida y bajada de la señal de marcha del proceso. • Anotar fecha y hora de inicio de ciclo cuando aparece el flanco de subida, poner a cero

el contador de horas del último ciclo e incrementar el acumulador de maniobras o ciclos.

• Mientras esté en ON la señal del proceso leer el reloj de la CPU y comparar la fecha y hora actual con la del último registro para detectar el paso de un minuto. Cuando eso ocurra incrementar acumuladores y actualizar registro.

• Cuando aparezca el flanco de bajada anotar fecha y hora de parada e incrementar

acumuladores como en el paso anterior.

• Borrar acumuladores cuando aparezca la señal de borrado de los mismos. Comentamos cada uno de los trozos de código correspondientes a esas tareas: Elaboración de flancos de subida y bajada. Si está el proceso en ON ponemos a 1 el auxiliar para flanco de bajada, que vamos a usar posteriormente. Si no está a 1 el auxiliar para el flanco de subida, es que estamos en el flanco de subida y por tanto activamos tanto el flanco de subida como su auxiliar. Como se puede observar, en el siguiente ciclo de programa el flanco de subida pasará a 0 debido a que su auxiliar permanecerá activado. Si el proceso pasa a OFF ponemos a 0 el flanco de subida y su auxiliar. Si el auxiliar para el flanco de bajada está en 1 es que estamos en el flanco de bajada, por lo que lo activamos al mismo tiempo que desactivamos el auxiliar para flanco de bajada. Al igual que antes en el siguiente ciclo de programa que permanezca el proceso en OFF se va a poner a 0 el flanco de bajada. En el flanco de subida Incrementamos el contador de ciclos o maniobras. Leemos la hora del sistema con SFC1 y la registramos como la fecha y hora de inicio del último ciclo o maniobra (DP_DT_IUC). Guardamos esta fecha y hora en DT_UMIN para comparaciones posteriores. Ponemos a cero el contador de horas del último ciclo.





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Mientras este en ON el proceso. Leemos el reloj de la CPU con SFC1 y comparamos el DT (date and time) correspondiente, con el registrado en el inicio del ciclo. Esto último lo hacemos de la siguiente forma: Usamos la FC 34 del apartado funciones IEC de la librería estándar del Step7 para restar dos DT y encontrar el tiempo transcurrido entre los dos DT. Si el tiempo transcurrido es igual o superior a un minuto incrementamos los acumuladores de tiempo. Dos aclaraciones: Para la comparación debemos convertir el formato time a entero y como en realidad contiene el tiempo en milisegundos comparamos con los milisegundos que tiene un minuto. Para sumar a los acumuladores pasamos a real el tiempo en milisegundos y lo dividimos por el número de milisegundos que tiene 1 hora antes de realizar la suma con el acumulador correspondiente. Por último actualizamos DT_UMIN para posteriores comparaciones. En el flanco de bajada.

Si estamos en el flanco de bajada, leemos el reloj de la CPU, calculamos el tiempo transcurrido desde el último minuto y lo sumamos a los acumuladores, convertido a horas. Si se presenta la señal de borrado de acumuladores Ponemos a cero tanto el contador de maniobras como el de tiempo de funcionamiento. Nos queda llamar al bloque de función y probarlo





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Como en los casos anteriores lo llamamos desde el OB1 y lo probamos con el simulador.

Al llamar al FB hay alguna diferencia con respecto las llamadas a FCs. En primer lugar la asignación de valores a los parámetros puede dejarse en blanco. En este caso el FB trabajará con los valores del DB de instancia, el número del cual se nos pide en la cabecera de la llamada. Si el número de DB no existe nos pide si queremos generarlo. Finalmente la llamada quedará como sigue: Asignamos las entradas E124.0 para la señal ON OFF del proceso y E124.1 para el borrado de los acumuladores.





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3.- Manejo de datos en listas y matrices. 3.1.- Filtrado de una variable analógica. Los problemas tipo donde hay que manejar una gran cantidad de datos puestos por ejemplo en un array, también se resuelven ventajosamente en SCL. En el ejemplo que se describe se trata de resolver un problema bastante usual en los sistemas automáticos donde hay que tratar con valores analógicos. La señal que nos llega de un captador lleva un rizado incorporado que puede tener diversas causas a veces difíciles de eliminar, que nos provoca que el valor numérico de la conversión de la variable sufra continuas variaciones, que por ejemplo, si la variable es visualizada en una pantalla provoque un efecto molesto. Para solucionar el problema introducimos un filtro entre el valor que nos llega directamente de la tarjeta analógica y el valor que damos para la variable, que finalmente será el que se va a visualizar. El filtro que se propone consiste en almacenar una determinada cantidad de valores que se va a entrar como parámetro, calcular la media de estos valores y dar esta media como valor de la variable. En este caso dado que necesitamos un array para almacenar los valores que nos van llegando por la entrada, vamos a usar un FB. De esta forma los parámetros van a quedar en el DB de instancia del FB.





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3.2- Determinación de la posición de carga en un robot cartesiano. Se trata del siguiente problema: Un robot cartesiano ha de almacenar tres tipos distintos de piezas cilíndricas que se distinguen básicamente por su color, pueden ser negras, naranjas o de color gris claro, y por que estas últimas son metálicas mientras que las negras y naranjas son de materiales plásticos. Las piezas son almacenadas según el tipo, en tres filas de 13 piezas cada fila distanciadas entre ellas 60mm, según el eje x. El origen se encuentra situado en el extremo superior derecho del sinóptico que se muestra a continuación y la primera pieza de cada fila está situada en las coordenadas (100, 250) para las piezas negras, (100, 350) para las piezas metálicas y (100, 450) para las piezas naranjas. El tipo de pieza se detecta antes de la entrada al almacén por medio de tres detectores, uno de capacitivo (detecta cualquier tipo de pieza), otro de inductivo (detecta solo las metálicas) y otro de reflexión directa que detecta las naranjas y las metálicas pero no las negras. Los tres detectores se encuentran conectados a las entradas: E0.0 inductivo E0.1 capacitivo E0.2 reflex La presencia o no de pieza en cada una de las posiciones del almacén se guarda en un array de bits, almacenado en el DB10, de manera que un 1 en el índice [11, 2] del array significa que hay una pieza metálica en la posición 11. Se pide una función que teniendo como entradas las señales de los tres detectores y la tabla de posiciones del DB nos de cómo salidas el tipo de pieza (negra =1, metálica =2 y naranja =3) y las coordenadas de la posición de descarga para las funciones de posicionamiento de los ejes.

Además la función debe avisarnos en caso de fila completa.





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Planteamos la función usando pseudo código. acción buscarPosicionCarga(ent inductivo, capacitivo, reflex: bool,

entsal tablaPosiciones tabla[13, 3] de bool, sal posX, posY: real, sal tipoPieza: int, sal filaLlena: bool)

const delta_x: real = 60.0; inici_x: real = 100.0; fconst var j: int; trobat: bool; coordy tabla[3] de real; fvar {Asignamos coordenadas y a tabla} coordy[1] := 250.0; coordy[2] := 350.0; coordy[3] := 450.0; {Determinar tipo de pieza}

tipoPieza := 0;

si (capacitivo = 1) entonces si (inductivo = 1) entonces tipoPieza := 2; sino si (reflex =1) entonces tipoPieza := 3; sino tipoPieza := 1; fsi fsi

fsi {Determinar posiciones}

si tipoPieza <> 0 entonces j:= 1; filaLlena := 0; trobat := tablaPosiciones[j, tipoPieza] = 0; mentre trobat = 0 i j <= 13 fer trobat := tablaPosiciones[j, tipoPieza] = 0; j := j+1; fmentre





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{Asignamos coordenadas nulas en caso de fila llena} posx := 0,0; posy := 0,0; si j>13 entonces filaLlena := 1; sino posx := inici_x + desta_x * (j-1); posy := coordy[tipoPieza]; fsi

fsi facción Para probar la función trabajaremos con el proyecto SCL_004, en el cuál hemos insertado la fuente SCL buscarPosicionesCarga. La traducción de esta función a SCL se muestra a continuación. En primer lugar la declaración de constantes, variables y parámetros. Observar como la declaración incluida en var en el pseudo código se ha puesto en VAR_TEMP y como los parámetros de la acción se han declarado en VAR_INPUT para ent, VAR_IN_OUT para entsal y VAR_OUTPUT para sal.





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Finalmente el área de instrucciones queda como sigue:





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Nos falta como siempre, llamar a la función desde por ejemplo el OB1 i probar su funcionamiento. En este caso, será necesario también crear la correspondiente estructura de datos en el DB10. Por pasos, primero declaramos los símbolos necesarios: A continuación declaramos en el db10 el array de bits de posición: Y para acabar llamamos a la función desde el OB1.

Por último cargamos la carpeta bloques en el simulador, previamente abierto y activamos observar viendo los resultados en los parámetros de salida. En primer lugar probamos los tres tipos de pieza con el almacén vacío. Los resultados pueden verse en las siguientes figuras.





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Para pieza metálica nos da el tipo de pieza correcto y la posición de la primera pieza en la fila correspondiente es también correcta.

Para pieza naranja los resultados son también correctos.

Ahora probaremos con posiciones intermedias. Para ello insertamos en nuestro proyecto una tabla de datos con los valores de la tabla de posiciones para poder ocupar posiciones a voluntad.





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En la situación mostrada, la primera posición libre para piezas negras, es la 9, de coordenadas (250, 580). Esto es exactamente lo que nos da la función como respuesta, como se observa en la figura siguiente:

Para dar definitivamente como buena a la función vamos a probarla para la situación de fila llena. Para ello modificamos la tabla de posiciones como sigue: La respuesta de la función para este caso es:

La respuesta también es la prevista, al darnos filaLlena = 1. Los registros de posición se ponen a cero también como estaba previsto.





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3.3.- Determinación del recalentamiento de un evaporador frigorífico.

plc s7-300 programaciÓn estructuradaense.xatoqui.com/m06/...%20plc%20s7-300.pdf · programas...

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