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Este documento detalla las instrucciones generales para la construcción de diagramas de escalera en la programación de plcs, centrándose en el uso de bobinas de salida y asignaciones para activar o desactivar actuadores. Explora el funcionamiento y los parámetros de temporizadores como el tof, así como instrucciones de conteo ascendente (ctu), descendente (ctd) y bidireccional (ctud). Además, cubre instrucciones de registro de corrimiento (shr, shl) y rotación (ror, rol), junto con el manejo de constantes numéricas y comparaciones de rango. Se explican también instrucciones aritméticas como neg, inc, dec, abs, min, max y limit, y operaciones matemáticas en punto flotante como sqr, sqrt, ln, exp, expt, frac, sin, asin, cos, acos, tan y atan. El documento proporciona ejemplos de bloques de instrucciones matemáticas en punto flotante, ofreciendo una guía completa para la programación de plcs.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Ciudad Universitaria, Cd. Mx., 2019
Apuntes para el uso básico del PLC S7-1200 para las asignaturas del área de Automatización Industrial Alejandro Espino Romero Facultad de Ingeniería, UNAM
"En verdad hay sentimientos que es mejor que se queden en lo platónico; y es mejor recordarlos así, irreales, inacabados, porque eso es lo que los hace perfectos".
- Gabriel García Márquez
Objetivo El presente documento tiene como objetivo crear apuntes sobre los componentes básicos, la conexión y la programación de instrucciones básicas del nuevo equipo de PLC con que cuenta el laboratorio de Automatización Industrial, mismo que estará en servicio a partir del semestre 2020 - 2 , de igual forma servirá como documentación para la impartición de cursos de capacitación para profesores que vayan a impartir las asignaturas Automatización Industrial y Automatización Avanzada. Por lo que este trabajo busca lograr que tanto alumnos como docentes conozcan las características de un PLC S7-1200 y del entorno de programación TIA Portal V15, así como aprender a implementar funciones básicas de programación y ser capaces de aplicarlas en la solución de problemas de ingeniería.
Antecedentes El Laboratorio de Automatización Industrial (anteriormente llamado Laboratorio de Neumática y PLC) fue creado en febrero de 1994 e inició actividades docentes en enero de 1995 impartiendo clases de laboratorio para la asignatura de Electrónica Básica, la asignatura optativa de Temas Selectos de Mecatrónica para Ingeniería Mecánica y la asignatura de Automatización y Robótica para Ingeniería Industrial. Desde entonces, el laboratorio ha prestado servicio a la comunidad de manera ininterrumpida. En el año 2002, el laboratorio cambió su nombre a como se le conoce en la actualidad y, en el año 200 4 , con la creación de la carrera de Ingeniería Mecatrónica, la instalación pasó a impartir la materia que lleva el mismo nombre, Automatización Industrial, de carácter optativo para las carreras de Ingeniería Mecatrónica, Ingeniería Mecánica e Ingeniería Industrial. Así mismo, se comenzó la impartición de la asignatura de Temas Selectos de Mecatrónica enfocada a Automatización Avanzada. En el año 2016 se aprobó una nueva modificación de los planes de estudios de las carreras impartidas en la Facultad de Ingeniería, con lo que la asignatura de Automatización Industrial se convirtió en obligatoria para las carreras de Ingeniería Mecatrónica e Ingeniería Industrial, y obligatoria de elección para el campo de profundización de Automatización de la carrera de Ingeniería Mecánica. Debido a esto, la oferta de grupos de la asignatura ha aumentado a más del doble, por lo que el uso del equipo y las instalaciones también se ha visto incrementado. El equipo con el que cuenta el laboratorio en la actualidad, particularmente los controladores lógicos programables (PLC, por sus siglas en inglés), ha estado en servicio desde la creación del laboratorio. Los equipos de PLC con los que se ha impartido la asignatura, desde hace casi 25 años, son de la marca Square-D , modelo Micro- 1. Debido a todo el tiempo de uso que se les ha dado semestre tras semestre, estos PLC ya se encuentran deteriorados. Por ejemplo, los botones de algunos programadores manuales están ya borrosos y no se distinguen bien; además, algunos programadores tienen los soportes rotos por lo que ya no pueden asegurarse correctamente al CPU y quedan “colgando”. Aún más importante, estos equipos son ya bastante obsoletos al grado de no contar con refacciones en el mercado actualmente.
1. Introducción al Controlador de Lógica Programable (PLC) S7-1200 de Siemens 1.1 Componentes Como parte de una donación realizada por la Sociedad de Exalumnos de la Facultad de Ingeniería (SEFI), el laboratorio de Automatización Industrial de la Facultad de Ingeniería recibió diverso equipo industrial de la marca Siemens, de entre lo que destaca un lote de Controladores de Lógica Programable (PLC) S7-1200. El CPU de este equipo cuenta con un microprocesador, una fuente de alimentación integrada, circuitos de entrada y salida (E/S), comunicación PROFINET integrada, E/S de control de movimiento de alta velocidad y entradas analógicas incorporadas. En cuanto a la comunicación, es posible añadir al PLC módulos adicionales para trabajar en redes PROFIBUS, GPRS, RS485 o RS232. 1 El equipo se recibió distribuido dentro de 6 gabinetes industriales previamente armados, e incluye los siguientes elementos, para la impartición de las asignaturas de Automatización Industrial (AI) y de Automatización Avanzada (AA): - 12 CPU 1215C AC/DC/RLY - 12 licencias de software SIMATIC STEP 7 TIA PORTAL BÁSICO - 12 módulos de 16 entradas digitales y 16 salidas digitales SIMATIC S7- 1200 - 4 switches compactos con 4 puertos RJ45 SIMATIC S7-1200 CSM 1277 (^1) [Imagen de un PCL S7-1200] Siemens. SIMATIC Controlador programable S7-1200. Manual de sistema (2015). Figura 1. 1 - Vista frontal de un PLC S7-1200 con un CPU 1211C
Tabla 1. 2 - Características de los módulos E/S SM 1223 Característica Unidades Entradas discretas 16 Salidas discretas 16 a relevador Voltaje a las entradas (configurable) [20.4, 28.8] [V] Corriente de entrada permitida [1.0, 4.0] [mA] Voltaje a las salidas permitido [5, 250] [VCA] [5, 30] [VCD] Corriente máxima a la salida 2 [A] Voltaje en las bobinas 24 [VDC] 3 (^3) [Imagen de módulo SM1223]. Recuperado de https://www.conradelektronik.dk/p/sps-digitalt-in- outputmodul-siemens-sm- 1223 - 6es7223-1ph3 2 - 0xb0- 197577 el 7 de octubre de 2019 a las 15: Figura 1. 3 - Vista del módulo adicional de E/S
Tabla 1. 3 - Características de la HMI KTP Característica Unidades Modo de operación Táctil + Teclas Tamaño 12.1 [in] Resolución 1200 x 800 [pixeles] Memoria de usuario 10 [MB] Número de variables máximo 800 4 (^4) [Imagen de módulo HMI 1200 Basic]. Recuperado de https://www.fluitronic.es/simatic-hmi- ktp1200-basic-pn-6av2123--2mb03--0ax0 el 7 de octubre de 2019 a las 15: Figura 1. 4 - Interfaz HMI 1200 Basic
5 En la Figura 2. 2 se muestran los siguientes elementos de la vista de proyecto:
6 2.2 Configuración de hardware Para empezar a trabajar es necesario crear un nuevo proyecto. La forma más sencilla de hacerlo es desde la vista de portal. Al abrir el TIA Portal, la vista de portal es la que aparece por defecto. En esta ventana, en el portal Iniciar se selecciona la tarea Crear proyecto. En el panel de selección se pedirán los datos del nuevo proyecto como son el nombre, la ruta donde se guardará, la versión en que se configurará el proyecto, el autor y algún comentario del proyecto en cuestión. (^6) [Vista de proyecto en TIA Portal v15] Siemens. SIMATIC Controlador programable S7-1200. Manual de sistema (2015). Figura 2. 2 - Visualización de la vista de proyecto en S
Para insertar el CPU con el que se va a trabajar es posible hacerlo de dos formas diferentes:
