Programación de PLCs bajo IEC-61131 y las

directrices GEMMA

Fco Javier Molina Cantero

Dto. Tecnología Electrónica

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Proceso de fabricación flexible La figura ilustra un proceso de fabricación que consta de N etapas.

Cada etapa se ha diseñado como un automatismo GEMMA que requiere las señales de E/S que se indican

ETAPA i

/PEi REi FCiERRiSi

ETAPA 1 ETAPA 2 ETAPA i

/PEi REi FCiERRiSi

ETAPA 1 ETAPA 2

ENTRADAS: Si. Pone en servicio la etapa i. Da la orden de comienzo del ciclo de trabajo. Si al final del

mismo, la señal se encuentra desactiva, el ciclo se detiene. /PEi. Parada de emergencia de la etapa i. /REi. Orden de rearme tras un defecto.

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Proceso de fabricación flexible

ETAPA i

/PEi REi FCiERRiSi

ETAPA 1 ETAPA 2 ETAPA i

/PEi REi FCiERRiSi

ETAPA 1 ETAPA 2

SALIDAS FCi. Señal de fin de ciclo. Se activa al final de un ciclo de producción y se mantiene así

hasta el comienzo del siguiente. ERRi. Aviso de avería. Señala errores en el automatismo de la etapa i. Para restaurar el

proceso desde el estado de defecto es necesario reparar in-situ y accionar el rearme. Tras un proceso de autodiagnóstico, si el problema ha sido resuelto la señal de error desaparecerá y el sistema se reiniciará.

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

CuestionesSeleccione razonadamente los modos

GEMMA que usa el automatismo de la etapa.

Diseñe la consola a pie de fábrica que requieren estas etapas. Incluya los botones, selectores y luminarias que considere necesarios.

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

A1 Parada en el estado inicial

F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada

D - Proceso en defecto

Máquina fuera

de servicio

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

A1 Parada en el estado inicial

F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada

D - Proceso en defecto

F1Producción normal

Si

Puesta en marcha

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

A1 Parada en el estado inicial

F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada

D - Proceso en defecto

F1Producción normal

Si

Fin ciclo • /Si

Al finalizar el ciclo, si Si no está activa

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

A1 Parada en el estado inicial

D1 Parada de emergencia

F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada

D - Proceso en defecto

F1Producción normal

ERR i + /PEi

Si

Fin ciclo • /Si

Si existen errores internos o se pulsa PE

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

A1 Parada en el estado inicial

A6 Establecimiento delestado inicial

A5 Preparación para la puestaen marcha tras un defecto

D1 Parada de emergencia

F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada

D - Proceso en defecto

F1Producción normal

ERR i + /PEi

Si

/ERRi • PEi

C.I

Fin ciclo • /Si

/ERRi • PEi • REi

Reparación del error o desactivación de la emergencia

Autodiagnóstico?

No tiene sentido. En A5 se debe entrar SIN ERRORES

Es un procedimiento de parada no de defecto

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

A1 Parada en el estado inicial

D1 Parada de emergencia

F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada

D - Proceso en defecto

F1Producción normal

ERRi + /PEi

Si

Fin ciclo • /Si

D2 Diagnóstico y/otratamiento de fallos

PEi • RE

Autodiagnóstico.

Desactivada la emergencia y al ordenarlo con RE

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

A1 Parada en el estado inicial

A6 Establecimiento delestado inicial

A5 Preparación para la puestaen marcha tras un defecto

D1 Parada de emergencia

F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada

D - Proceso en defecto

F1Producción normal

ERRi + /PEi

SiC.I

Fin ciclo • /Si

/ERRi • PEi • REi

D2 Diagnóstico y/otratamiento de fallos

PEi • RE

/ERRi • PEi • /RE

Errores resueltos, no hay emergencias y

se obliga a eliminar la orden de rearme

Se rearma de nuevo el sistema

Reinicialización terminada

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Consola de Mando

A1 Parada en el estado inicial

A6 Establecimiento delestado inicial

A5 Preparación para la puestaen marcha tras un defecto

D1 Parada de emergencia

F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada

D - Proceso en defecto

F1Producción normal

ERRi + /PEi

SiC.I

Fin ciclo • /Si

/ERRi • PEi • REi

D2 Diagnóstico y/otratamiento de fallos

PEi • RE

/ERRi • PEi • /RE

Servicio Parada

EMERGENCIA REARME

Avería

Servicio

Parada obtenida

Parada solicitada

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Cuestiones Diseñe en un único SFC los modos GEMMA de

este automatismo Interfase y programa principal

A1 Parada en el estado inicial

A6 Establecimiento delestado inicial

A5 Preparación para la puestaen marcha tras un defecto

D1 Parada de emergencia

F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada

D - Proceso en defecto

F1Producción normal

ERRi + /PE i

SiC.I

Fin ciclo • /Si

/ERRi • PEi • REi

D2 Diagnóstico y/otratamiento de fallos

PEi • RE

/ERRi • PEi • /RE

INTERFASE GENERAL DE LA ETAPA i

Si

/PEi

REi

FCi

ERRi

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Cuestiones Diseñe en un único SFC los modos GEMMA de

este automatismo empleando una arquitectura PLCOpen estándar.

Parada

Marcha Si

/REi

/PEi

EN

FCi

ERRORi

GEMMA

EN

EN

Actuador1

Actuador1

Actuador1

A6INIT_SQ:= 1CALL Inicializacion

A1

CI

F1CICLO:= 1CALL Modo Auto

S

FinCiclo • /S

A1

CE

CE

CE

D1

D1

D1

PE• Rearme • /Error

CALL ERRORD1

CALL DiagnosticosD2

PE• Rearme

A5

PE• /Rearme • /Error

A6

CE

D1

ERROR

PE( )

CE

EN

Inicial.

Modo AUTO

EN

EMERGENCIA

EN

Diagnosticos

EN

FIN

FIN

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Cuestiones Diseñe en un único SFC los modos GEMMA de

este automatismo empleando una arquitectura PLCOpen simplificada

Parada

Marcha Si

/REi

/PEi

EN

FCi

ERRORi

GEMMA

EN

EN

Actuador1

Actuador1

Actuador1

A6_0N Actuad1ONN A6_EN

A1

T1

N A1_EN

F1_M

N Actuad3N F 1_ENP1 Actuad2OFF

S

FinCic lo • /S

A1

CE

CE

CE

D1

D1

PE• Rearme • /Error

N D1_END1

N D2_END2

PE• Rearme

A5

PE• /Rearme • /Error

A6

CE

D1

ERROR

PE( )

CE

A6_NN Actuad1ONN A6_EN

CICE

.

.

.D1

D1

.

.

.

F1_0

N Actuad3N F 1_ENP1 Actuad2OFF

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Cuestiones Diseñe en un único SFC los modos GEMMA de

este automatismo empleando una arquitectura estructurada estándar.

Interfase y programa principal

GEMMA

EN

Inicial.

Parada

Modo AUTO

EN

EMERGENCIA

EN

Diagnosticos

EN

FIN

FIN

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Marcha

Si

/REi

/PEi

FCi

ERRORi

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Cuestiones Diseñe en un único SFC los modos GEMMA de

este automatismo empleando una arquitectura estructurada estándar.

Interfase y programa principal

A1 Parada en el estado inicial

A6 Establecimiento delestado inicial

A5 Preparación para la puestaen marcha tras un defecto

D1 Parada de emergencia

F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada

D - Proceso en defecto

F1Producción normal

ERRi + /PE i

SiC.I

Fin ciclo • /Si

/ERRi • PEi • REi

D2 Diagnóstico y/otratamiento de fallos

PEi • RE

/ERRi • PEi • /RE

SiREi

PEi

FinCiclo

CondIni

Error

A1_ENA6_ENF1_END1_END2_EN

SiREi

PEi

FinCiclo

CondIni

Error

A1_EN

A6_EN

F1_EN

D1_EN

D2_EN

GEMMA

EN

Inicial.

L_ParadaSolicitada

Marcha

L_Averia

Parada

&

L_Parada

Modo AUTO

EN

EMERGENCIA

EN

Diagnosticos

EN

L_Servicio

FIN FC

FC

CI

CIFIN

errorERROR

error

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Interfase GEMMA + Programa Principal

SRE

PE

FinCiclo

CondIni

Error

A1_EN

A6_EN

F1_EN

D1_EN

D2_EN

INIT_FB

GEMMA

EN

Inicial.

L_ParadaSolicitada

FCi

ERRORi

L_Averia

Parada

&

L_Parada

Modo AUTO

EN

EMERGENCIA

EN

Diagnosticos

EN

L_Servicio

FINFC

FC

CI

CIFIN

errorERROR

error

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Proceso

Marcha

Si

/REi

/PEi

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Cuestiones Diseñe en un único SFC los modos GEMMA de

este automatismo Interfase y programa principal

A6P1 INIT_FBN A6_EN

A1

CI

N A1_EN

F1

N CICLON F1_ENP1 INIT_FB

S

FinCiclo • /S

A1

CE

CE

CE

D1

D1

D1PE• Rearme • /Error

N D1_END1

N D2_END2

PE• Rearme

A5

PE• /Rearme • /Error

A6

CE

D1

ERROR

PE( )

CE

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Cuestiones Como garantía de seguridad se desea establecer un

mando bimanual de rearme de la etapa en avería. Para ello, se obliga a que un técnico desde la planta y otro desde el centro de control pulsen simultáneamente y durante 3 segundos sus respectivos botones de rearme. Programe un SFC independiente para este efecto. Señale posibles cambios en el SFC GEMMA.

SOLUCIÓN. No es necesario ningún cambio en el SFC ó POU GEMMA. Se desarrollará en un bloque aparte

RE1i

RE2

Time

RE

BIMANUAL

RE etapa i

RE general

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

SFC Bimanual

RE1i

RE2

Time

RE

BIMANUAL

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Cuestiones VARIANTE: Además de las condiciones anteriores, la

pulsación inicial debe ser simultánea, con no más de 0,5 seg de diferencia.

RE1i

RE2

Time

RE

BIMANUAL

RE etapa i

RE general

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

Paso 2: Definir las interfases de las POUs

SUERTE con el resto

IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7

CuestionesConsidere ahora modelar el proceso

completo mediante GEMMA. Responda a las siguiente cuestiones:

¿Existe una marcha de preparación? ¿Cómo se generaría una parada de

emergencia global? Tras una parada global, ¿es posible continuar

sin reiniciar? ¿Es posible la producción a pesar de avería?

¿Durante cuánto tiempo? ¿Qué se podría gestionar desde un modo

MANUAL global?