Tsx micro-pl7 v1-2

TSXMICROPL7 V1.2 02/03/06 1

AUTÓMATA TSX-MICRO – PL7


1 El Autómata Programable.................................................................3 1.1 Principio de funcionamiento..............................................................31.2 Componentes hardware del autómata..............................................31.2.1 Unidad central de procesamiento (CPU): ........................................51.2.2 Sistema de entradas / salidas:............................................................51.3 Elementos de programación..............................................................6

2 Autómata TSX Micro 37-22. .............................................................82.1 Descripción física. ...............................................................................92.2 Configuración máxima del TSX 37.................................................102.3 Alimentación .....................................................................................102.4 Memoria ............................................................................................112.5 Direccionamiento de vías .................................................................122.6 Funciones específicas en E/S............................................................122.7 Bloque de visualización ....................................................................132.8 Comunicación ...................................................................................132.9 Funciones analógicas ........................................................................142.10 Contaje...............................................................................................15

3 Programación de autómatas con el software PL7.........................163.1 Creación de una aplicación PL7 .....................................................163.1.1 Definición de la estructura del programa ......................................173.1.2 Configuración del autómata y de la aplicación. ............................183.1.3 Programación....................................................................................203.1.4 Intercambios con el autómata. ........................................................223.1.5 Depuración. .......................................................................................23


1 El Autómata Programable

Se entiende por controlador lógico programable (PLC) o autómata programable, toda máquina electrónica diseñada para controlar en tiempo real y en medio industrial procesos secuenciales, lo que implica vigilar entradas, tomar decisiones en función de esas entradas y del programa de control y producir las salidas necesarias para automatizar un proceso o una máquina.

Los autómatas industriales abarcan campos de aplicación como maniobras de máquinas e instalaciones, procesos de producción periódicamente cambiantes, procesos secuenciales o que requieren operaciones de regulación, cálculo, manipulación y transmisión de datos, chequeo de programación centralizada de las partes del proceso, etc.

Como ventajas de los autómatas respecto a otros equipos de control se pueden enumerar su menor tiempo de elaboración de proyectos, la posibilidad de añadir modificaciones sin costo añadido en otros componentes, mínimo espacio de ocupación, menor costo de mano de obra y mantenimiento, posibilidad de gobernar varias máquinas con el mismo autómata, menor tiempo de puesta en funcionamiento y flexibilidad.

1.1 Principio de funcionamiento

Los equipos programables utilizan un procesador que permite decodificar una sola instrucción en cada instante, a gran velocidad, lo que se conoce como tratamiento secuencial de la información. En el autómata las instrucciones se almacenan en una memoria de programa. El procesador recoge el estado de las señales de entrada y lo almacena en otra memoria denominada tabla de entradas y salidas (E/S). Inicia entonces el acceso a cada instrucción de forma secuencial, empleando los operandos y las funciones lógicas necesarias. El resultado de cada instrucción se almacena en la tabla de E/S. Finalizado el programa, se actualizan las salidas y se comienza de nuevo el ciclo. Este proceso se repite de forma indefinida mientras el equipo esté operativo. Además, por cada ciclo se ejecutan un conjunto de instrucciones para atender a tareas de diagnóstico interno y a las comunicaciones con periféricos.

Así pues, en un autómata programable existe un tiempo de respuesta, denominado ciclo de scan, del orden de milisegundos, y cuya magnitud es función de la cantidad y complejidad de las instrucciones que forman el programa y de la velocidad con que se ejecutan. Un aspecto importante es que durante la resolución del programa, el equipo ignora la evolución externa de la máquina o proceso, lo que limita su uso para aplicaciones de evolución muy rápida.

1.2 Componentes hardware del autómata

Todos los autómatas programables poseen una de las siguientes estructuras:

- Compacta: en un solo bloque están todos lo elementos.

- Modular: se fijan los distintos módulos en raíles normalizados para que el conjunto sea compacto y resistente, pudiendo añadir al procesador módulos de memoria, E/S, contaje, comunicación, etc., para obtener la solución óptima para cada aplicación concreta.

- Estructura americana: separa las E/S del resto del autómata.


- Estructura europea: cada módulo es una función (fuente de alimentación, CPU, E/S, etc.).

Los micro-autómatas suelen venir sin caja, en formato kit, ya que su empleo no es determinado y se suele incluir dentro de un conjunto más grande de control o dentro de la misma maquinaria que se debe controlar.

Un esquema de la estructura generalizada de los autómatas puede verse en la figura 1.

Figura 1: Componentes de un autómata programable

Los elementos esenciales que todo autómata programable posee como mínimo y cuya disposición se puede ver en el esquema anterior, son:

- Sección de entradas: líneas de entrada que pueden ser de tipo digital o analógico, a las que se conectan los sensores. En ambos casos tienen unos rangos de tensión característicos, que se encuentran en las hojas de características del fabricante.

- Sección de salidas: son una serie de líneas de salida, que también pueden ser de carácter digital o analógico, a las que se conectan los actuadores.

- Unidad central de proceso (CPU): encargada de procesar el programa de usuario, para lo que dispone de diversas zonas de memoria, registros e instrucciones de programa.

Adicionalmente, en determinados modelos más avanzados, se dispone de funciones ya integradas en la CPU, como reguladores PID, control de posición, etc. Tanto las entradas como las salidas están aisladas de la CPU según el tipo de autómata utilizado. Normalmente se suelen emplear optoacopladores en las entradas y relés/optoacopladores en las salidas. También pueden disponer de los siguientes elementos:

- Unidad de alimentación: algunas CPU la llevan incluida.

- Unidad o consola de programación: que permite introducir, modificar y supervisar el programa de usuario.

- Dispositivos periféricos: como nuevas unidades de E/S, más memoria, unidades de comunicación en red, etc.


- Interfaces: facilitan la comunicación del autómata mediante enlace serie con otros dispositivos, como un PC.

A continuación realizaremos una breve descripción de las características de los elementos más importantes del autómata.

1.2.1 Unidad central de procesamiento (CPU):La CPU es el corazón del autómata programable, quien toma decisiones en base a la aplicación programada. Comprende esencialmente dos componentes: el procesador y la memoria, que pueden presentarse en el mismo módulo o diferentes. En algunos modelos, la unidad incorpora la fuente de alimentación y en los miniautómatas suele incluir también parte del sistema de E/S. Sus funciones son:

- Vigilar que el tiempo de ejecución del programa de usuario no excede de un determinado tiempo de ciclo máximo. A esta función se le suele denominar Watchdog.

- Ejecutar el programa de usuario.

- Crear una imagen de las entradas, ya que el programa de usuario no debe acceder directamente a dichas entradas.

- Renovar el estado de las salidas en función de la imagen de las mismas obtenida al final del ciclo de ejecución del programa de usuario.

- Chequeo del sistema.

En la puesta en marcha del sistema, antes de iniciar la exploración del programa, se efectúan una serie de comprobaciones internas del procesador, se examina la integridad del programa y el correcto funcionamiento de los elementos de E/S y de los circuitos de comunicaciones.

Por su parte, el área de memoria se emplea para diversas funciones:

- Memoria del programa de usuario: contiene el programa que se ejecuta cíclicamente.

- Memoria de la tabla de datos: se suele subdividir en zonas según el tipo de datos, como marcas de memoria, temporizadores, contadores, etc.

- Memoria del sistema: aquí se encuentra el programa en código máquina que monitoriza el sistema (programa del sistema o firmware). Este programa es ejecutado directamente por el microprocesador/microcontrolador que posea el autómata.

- Memoria de almacenamiento: memoria externa que se emplea para almacenar el programa de usuario, y en ciertos casos parte de la memoria de la tabla de datos. Suele ser de uno de los siguientes tipos: EPROM, EEPROM, o FLASH.

1.2.2 Sistema de entradas / salidas:Son los puntos de control del sistema. Las entradas supervisan dispositivos de campo, como interruptores y sensores, mientras que las salidas controlan otras unidades, como motores o bombas. Este sistema se encarga de adaptar la tensión de trabajo de los dispositivos de campo a la de los elementos electrónicos del autómata y viceversa, de proporcionar una adecuada separación eléctrica entre los circuitos lógicos y los de potencia y de permitir la identificación de los dispositivos de E/S para la correcta ejecución de las secuencias de control programadas. Generalmente se dispone de dos tipos de E/S:

- Digitales (todo o nada): o no conducen señal alguna o poseen un nivel mínimo de tensión. Estas E/S se manejan a nivel de bit dentro del programa de usuario.


- Analógicas: pueden tomar cualquier valor dentro de un rango determinado especificado por el fabricante. Se basan en conversores A/D y D/A aislados de la CPU (ópticamente o por etapa de potencia). Estas señales se manejan a nivel de byte o palabra dentro del programa de usuario y suelen corresponder a la medida de una magnitud física (temperatura, caudal, presión, etc.) que varía sin solución de continuidad.

Existen otros tipos de E/S, que se pueden incorporar al autómata mediante módulos, como son: E/S de códigos numéricos, generalmente BCD, E/S especiales, como entradas de termopar, controlador de motor paso a paso, control PID, etc.

Todo autómata, salvo casos excepcionales, posee la virtud de poder comunicarse con otros dispositivos, como un PC. Lo normal es que posea una E/S serie del tipo RS-232 / RS-422, a través de la cual se pueden manejar todas las características internas del autómata, incluida la programación, y suele emplearse para monitorización del proceso en otro lugar separado.

1.3 Elementos de programación

El interface de programación del autómata es la conexión para la unidad de programación, que puede ser de alguno de los siguientes tipos:

• Unidad de programación: suele ser en forma de calculadora. Es el modo más simple de programar el autómata y se suele reservar para pequeñas modificaciones del programa o la lectura de datos en el lugar de colocación del autómata.

• Consola de programación: terminal a modo de ordenador que proporciona una forma más cómoda de realizar el programa de usuario y observar parámetros internos del autómata.

• PC: es el modo más potente y empleado en la actualidad. Permite programar desde un ordenador personal estándar, con todo lo que ello supone: herramientas más potentes, posibilidad de almacenamiento en soporte magnético, impresión, transferencia de datos, monitorización mediante software SCADA, etc.

Un aspecto negativo de la programación de autómatas es la inexistencia de un acuerdo que permita la utilización de lenguajes de programación estándar, que posibiliten la transportabilidad de los programas. Para reducir este problema, se ha definido el estándar IEC 1131-3 para la programación de PLCs, que alcanzó el estado de Estándar Internacional en agosto de 1992. Los lenguajes gráficos y textuales definidos en el estándar son una fuerte base para entornos de programación potentes en PLCs. Con la idea de hacer el estándar adecuado para un gran abanico de aplicaciones, han sido definidos cinco lenguajes de programación específicos para autómatas programables en total.

Lenguajes de carácter gráfico:

• Diagrama de contactos (ladder diagram o LD): utiliza un juego estandarizado de símbolos de programación. En el estándar IEC los símbolos han sido racionalizados, es decir, se ha reducido su número.

• Gráfico secuencial de funciones (grafcet o SFC): proporciona una representación en forma de diagrama de las secuencias del programa. Soporta selecciones alternativas de secuencia y secuencias paralelas. Los elementos básicos son pasos y transiciones. Los pasos consisten en piezas de programa que son inhibidas hasta que una condición especificada por las transiciones es conocida. Como consecuencia de que las aplicaciones industriales funcionan en forma de pasos, el SFC es la forma lógica de especificar y programar el más alto nivel de un programa para PLC.


• Diagrama de flujo (function block diagram o FBD): permite programar elementos que aparecen como bloques para ser cableados entre sí de forma análoga al esquema de un circuito. FBD es adecuado para muchas aplicaciones que involucren el flujo de información o datos entre componentes de control.

Lenguajes de carácter literal:

• Lista de instrucciones (LDI o AWL): lenguaje de bajo nivel, similar al ensamblador y adecuado para pequeñas aplicaciones y para optimizar partes de una aplicación. Sólo se permite una operación por línea, como almacenar un valor en un registro.

• Lenguaje estructurado de alto nivel: posee una sintaxis parecida al PASCAL. Puede emplearse para realizar rápidamente sentencias complejas que manejen variables con un amplio rango de diferentes tipos de datos, incluyendo valores analógicos y digitales. También se especifica tipos de datos para el manejo de horas, fechas y temporizaciones, algo importante en procesos industriales. El lenguaje posee soporte para bucles iterantes como REPEAT UNTIL, ejecuciones condicionales empleando sentencias IF-THEN-ELSE y funciones como SQRT() y SIN().

Independientemente del lenguaje de programación empleado, los autómatas están diseñados para ejecutar un conjunto de instrucciones, más o menos complejo, entre las que puede haber: instrucciones lógicas, de temporización y contaje, aritméticas, de manipulación y transferencia de datos, de control del ciclo de ejecución y de comunicación. Todas ellas determinan el tratamiento que debe realizar la unidad central con la información dada por las variables de E/S o internas, tanto discretas como numéricas.

El estándar también define una nueva arquitectura para la organización e interacción de tareas con PLCs. Una tarea controla la ejecución de un programa ejecutándolo periódicamente o en respuesta a un específico evento. Para optimizar los recursos del controlador, una aplicación puede ser fragmentada en un número de pequeños programas concretos. Cada programa está bajo el control de una tarea que se ejecuta a la velocidad que requiera la E/S asociada.


2 Autómata TSX Micro 37-22.

Las aplicaciones que requieren funciones de regulación o comunicación evolucionadas se confían por lo general a autómatas "de alto nivel", incluso si el número de E/S es relativamente pequeño. El TSX Micro dispone de la potencia y las capacidades de comunicación requeridas, asociadas a soluciones económicas que se ajustan al coste de la máquina y al tamaño del automatismo.

Puede presentarse en formato modular y compacto. Responde de manera económica a la automatización de máquinas que requieren hasta 250 E/S y que necesitan funciones específicas de altas prestaciones, como E/S analógicas, regulación, contaje, posicionamiento, diálogo hombre-máquina y comunicaciones. Para ello, a modo de breve resumen presenta las siguientes características: tecnología bastidor que permite alcanzar hasta 248 E/S en 28x11x15 cm, tiempo de respuesta de 0,15 ms/instrucción, memoria extensible hasta 22 Kinstrucciones de programa y 17'5kWords de datos y salidas protegidas.

La integración dentro del sistema de gestión de producción para la carga de fórmulas y la colecta de datos de producción es facilitada por los recursos de comunicación (enlaces en serie, bus multipuntos, red) potentes y sencillos de instalar.

Para tener en cuenta las funciones de regulación, el TSX Micro dispone de características y valores de uso adaptados a esta función específica:

- Las interfaces que aseguran la medida se adaptan a los diferentes tipos de captadores, integran correcciones (linealización, soldadura fría, etc.) y ofrecen una alta precisión,

- La función de regulación es eficaz: algoritmo PID completo, salida analógica PWM o TOR, gestión de modos de marcha y retorno, copia de seguridad de datos de ajuste, etc.

- El diálogo de operador integrado propone funciones estándar de visualización y de ajuste de los bucles usuales.

La disminución de los costes de cableado, la modularización de las máquinas e instalaciones y la búsqueda de una mayor seguridad conducen a la repartición de las entradas/salidas o de la inteligencia. El autómata programable TSX Micro cuenta con toda la gama de soluciones, como la descentralización de entradas/salidas y automatismos o la red de automatismo. Además, la flexibilidad y el mantenimiento de las instalaciones pueden necesitar una gran capacidad de memoria para el almacenamiento de fórmulas y parámetros diversos, funciones económicas de entrada/salidas analógicas y de contaje rápido.

A nivel de máquinas pequeñas, sistemas móviles o vehículos, el automatismo debe ser muy compacto. El cableado de los captadores y accionadores es directo, sin bloque de terminales intermediario. Se aprecia particularmente la conexión mediante hilos precableados y la robustez, particularmente respecto a las vibraciones y las temperaturas ambientales, es una cualidad indispensable. La visualización integrada de usos múltiples constituye un diálogo de operador sencillo y la visualización del código de errores, proporciona gran ayuda al personal de reparación y mantenimiento.

Además, el autómata TSX Micro integra: entradas con interrupción, salidas con circuito de descarga rápida, contaje rápido de funciones múltiples, tratamiento de sucesos, multitareas, tiempos de ejecución muy cortos, principalmente a nivel de las instrucciones bit o regulación de dispositivos mecánicos con baja consistencia de tiempo.


2.1 Descripción física.

Los autómatas TSX 37-21/22 presentan cuatro configuraciones, que se diferencian por el tipo de alimentación, en corriente alterna o continua. Cada autómata dispone de un rack con tres emplazamientos libres con alimentación integrada, un procesador con memoria RAM de 20 Kpalabras, un reloj_calendario, admite ampliación de memoria y acoplador de comunicación, mediante tarjetas PCMCIA y puede ampliarse con una cajita de extensión. Los autómatas TSX 37-22 disponen de funciones de contaje 10 kHz y de E/S analógicas y las posiciones disponiblespueden dotarse de módulos de diferentes funciones en formato estándar o semiformato. Además, un autómata TSX 37-21/22 puede controlar entradas y salidas remotas, mediante módulos de desplazamiento, ya sea por enlace nano_autómata o bien por bus AS-i.

1. Caja con tres alojamientos, que engloba la alimentación, el procesador y la memoria.2. Bloque de visualización centralizada.3. Funciones analógica y de contaje integradas.4. Toma terminal TER y diálogo operador AUX.5. Tapa de acceso a los bornes de alimentación.6. Alojamiento para la tarjeta de ampliación de memoria PCMCIA. En caso de no instalarla, debe

ir obligatoriamente cubierto por una tapa para evitar la parada del autómata.7. Alojamiento para el acoplador de comunicación, en formato PCMCIA.8. Tapa de acceso a la pila opcional y al conmutador de protección contra escritura.9. Tapa del conector de conexión a la cajita de extensión.10. Indicador visual de presencia de la extensión de 24 VCC.11. Bornes de alimentación protegidos por un tapabornes.12. Borne de masa.13. Conector de conexión al autómata de base.

Figura 2. Partes del TSX 37-22

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2.2 Configuración máxima del TSX 37.Base + extensión + remotas (TSX 07) 332Base + extensión + remotas (bus AS-i) 472Base 192Base + extensión 256Remotas (4 TSX 07) 96

Nº de E/S TON

Remoto bus AS-i (124 E + 124 S) 24828 ó 32 E/S TON 564 E/S TON (alta densidad) 3Nº máximo

de módulos Desplazamiento de E/S (TSX 07 o AS-i) 1Analógica integrada 9 (8E/1S)Nº de módulos analógicos 4Contaje integrado 500 Hz en entradas TON 2 víasContaje integrado 10 kHz en entradas TON 2 víasNº de módulos de contaje 40 kHz y/o 500 kHz 4 (7 vías máx)

Funciones

Acoplador de comunicación en formato PCMCIA 1RAM interna guardable 20 kpalabras

Programa (100% booleano) 4,5 k instrucc.Datos 2 kpal. por def.Constantes 128 pal. por def.

Flash Eprom integrada 15 kpalabras

Memoria

Extensión memoria RAM o FLASH EPROM 32 ó 64 kpal.RAM (100% booleano) 0,15 msTiempo de ejecución

por k instr. RAM (65% booleano) 3,5 msTarea maestra (cíclica o periódica 1 a 255 ms) 1Tarea rápida (periódica 1 a 255 ms) 1Estructura

aplicación Tratamiento por eventos 1 a 16Temporizadores 64Bloques de función

predefinidos Contadores 32

Tabla 1. Características del TSX 37-22

2.3 AlimentaciónAlimentación en corriente Alterna ContinuaTensiones nominales 100...240 VCA 24 VCC

Tensiones límites 90...264 VCA 19...30 VCC19...34 VCC

Frecuencias nominales 50...60 Hz -Frecuencias límites 47...63 Hz -

Primaria

Corriente absorbida 0,7 A...100 V0,3 A...240 V 2 A

+5 VCC corriente nominal 2,8 A 2,8 A+24 V relés corriente nominal 0,5 A -+24 V sensores corriente nominal 0,4 A -Secundaria

Potencia nominal 24 W 16 W

Aislamiento Resistencia dieléctrica 2500 Vef.50/60 Hz

Tabla 2. Tipos de alimentación del autómata

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2.4 Memoria

El espacio de memoria del autómata TSX Micro se compone de dos zonas diferenciadas:

- Memoria RAM interna asignada a la aplicación (datos, programa y constantes) de 20 Kpalabras para el TSX 37-21/22.

- Memoria Flash EPROM de 16 Kpalabras asignada para el almacenamiento del programa de la aplicación (15 Kpalabras como máximo) y para el almacenamiento de 1000 palabras internas %MW como máximo, con un defecto de pila o en ausencia de ésta.

Además la memoria RAM interna puede ampliarse con una tarjeta PCMCIA con 32 ó 64 Kpalabras de capacidad, de tipo RAM o Flash EPROM. Las tarjetas RAM se utilizan especialmente en la fase de creación y puesta a punto del programa de aplicación y permiten cualquier tipo de transferencia y modificación de la aplicación en conexión. Las tarjetas Flash EPROM se utilizan una vez finalizada la puesta a punto de la aplicación y permiten realizar una transferencia global de la aplicación, a la vez que se eliminan los riesgos derivados de la utilización de pila.

Existe otro tipo de tarjeta de memoria PCMCIA, que es la tarjeta de memoria Backup, instalada previamente con el programa de aplicación, que permite volver a instalar éste en la memoria interna del procesador sin necesidad de utilizar un terminal de programación.

Figura 3. Espacio de memoria.

La memoria de la aplicación está estructurada en zonas repartidas físicamente en la memoria RAM interna y en la tarjeta de memoria PCMCIA, en caso de estar instalada, de forma similar a la de los autómatas TSX Premium (figura 3):

- Los datos de la aplicación siempre en la memoria RAM interna.

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- El programa de la aplicación en la memoria RAM interna o en la tarjeta PCMCIA.

- Las constantes en la RAM interna o en la tarjeta PCMCIA.

- Flash EPROM para la copia de seguridad del programa, las constantes y 1K palabra interna.

Cuando se pierden los datos de la memoria RAM (fallo o ausencia de pila), la transferencia de los datos de la memoria Flash EPROM a la memoria RAM interna se realiza automáticamente. La copia de seguridad de la aplicación en la Flash EPROM requiere que el autómata no disponga de tarjeta de ampliación de memoria PCMCIA y que el tamaño del programa y las constantes no exceda de 15 Kpalabras.

2.5 Direccionamiento de vías

Es geográfica y depende de la posición física del módulo en el autómata o en la extensión. La sintaxis de una E/S TON es la siguiente:

% I o Q Posición . Vía

I = EntradaSímbolo

Q = Salida1 a 10 Punto i

En la siguiente tabla se enumeran las características de los distintos módulos de E/S TON disponibles para la gama de autómatas Micro.

Esta tabla ha sido extraída del manual de referencia del autómata TSX Micro.

2.6 Funciones específicas en E/S

• Filtrado programable en las entradas.- Entradas en corriente continua 24 VCC. Van provistas de un filtro, configurable por grupo

de 4 entradas consecutivas. Por defecto el tiempo de filtrado es de 4 ms., y los posibles valores oscilan entre 0,1 ms y 7,5 ms.

Tabla 3. Módulos de E/S TON disponibles

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- Entradas en corriente alterna a 115 VCA y 220 VCA. Cuentan con un filtro fijo adaptable a una frecuencia de red de 50 a 60 Hz, siendo el valor por defecto 50 Hz.

• Funciones específicas en determinadas entradas.- Las entradas de la %I1.0 a la %I1.3 se pueden configurar independientemente y cualquiera

que sea su naturaleza: como entradas TON normales (configuración por defecto), como entradas de memorización de estado, como entradas de eventos o como entradas de contaje, descontaje o contaje/descontaje

- La entrada %I1.8 puede configurarse como entrada RUN/STOP para permitir el lanzamiento o la parada de la ejecución del programa.

- La entrada %I1.9 puede configurarse como entrada externa para solicitar el desplazamiento de las %MW RAM interna, hacia la FLASH EPROM interna cuando el autómata está en STOP.

- La salida %Q2.0 puede configurarse como salida ALARMA. En funcionamiento normal, con el autómata en RUN, esta salida está en estado 1. El estado 0 indica la aparición de un fallo inductor de bloqueo, o el paso a STOP.

2.7 Bloque de visualización

Este bloque permite visualizar el estado del autómata y de las entradas/salidas, a la vez que permiteacceder al diagnóstico de las vías y los módulos.

Los LEDS de la derecha informan sobre el estado actual del autómata en cuanto a funcionamiento o parada, intercambio de información en curso, fallo o funcionamiento de E/S o de CPU y estado de la pila. El resto de la pantalla refleja el estado de las E/S de 3 módulos, ya sean de base o hasta 2 módulos del rack de extensión. Si se instala un módulo de 64 vías, se ilumina el indicador correspondiente y una breve pulsación del botón permite visualizarlas en dos tandas. Pulsando el botón de forma prolongada, se accede al modo diagnóstico, que permite detectar fallos en una entrada o salida o en un módulo completo.

2.8 Comunicación

• Toma terminal

Figura 4. Pantalla de visualización del TSX 37-22

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Los autómatas TSX 37-21/22 disponen de dos tomas terminales TER y AUX, funcionalmente idénticas, pero de las cuales, sólo la toma TER admite la conexión de equipos no alimentados. La toma TER está orientada a la conexión del equipo de programación o a una red UNI-TELWAY. La toma AUX se utiliza para la conexión de paneles de operador o impresoras. La toma terminal permite tres modos de funcionamiento:

- Los modos UNI-TELWAY maestro (por defecto) o esclavo.

- El modo cadena de caracteres.

Según el modo de funcionamiento seleccionado en configuración, admite la conexión con:

- Un terminal de programación y de ajuste.

- Un equipo de diálogo operador.

- Otro autómata mediante la unidad TSX P ACC 01.

- Equipos UNI-TELWAY (sensores, preaccionadores, variadores de velocidad, … ).

- Una impresora o una pantalla de control.

• Acoplador de comunicaciónLos autómatas TSX 37-21/22 disponen de un alojamiento que puede recibir un acoplador de comunicación con el formato PCMCIA tipo III de la forma:

- Tarjeta multiprotocolo RS 232 D ref. TSX SCP 111.

- Tarjeta multiprotocolo Bucle de corriente 20 mA ref. TSX SCP 112.

- Tarjeta multiprotocolo RS 485/422 ref. TSX SCP 114.

- Tarjeta FIPIO Agent ref. TSX FPP 10.

- Tarjeta FIPWAY ref. TSX FPP 20.

- Recientemente ya se dispone de una tarjeta de red ethernet TCP/IP, la cual da una mayor versatilidad a una estos autómatas.

2.9 Funciones analógicas

Existen dos posibilidades para realizar una función analógica:

• Con un módulo de E/S analógicas (TSX 37-21/22)

Figura 5. Tarjeta PCMCIA tipo III de comunicaciones

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Módulo TSX AEZ 801 AEZ 802 AEZ 414 ASZ 401 ASZ 200Número de vías 8E 8E 4E 4S 2S

+/-10V X X X X0-10V X X0-5V X1-5V X0-20mA X X X4-20mA X X XTermosonda X

Gama

Termopar X

Tabla 4. Módulos de E/S analógicas disponibles.

• Integrada en la base (TSX 37-22). Está constituida por ocho vías de entrada, con una gama eléctrica de 0-10 V, regulable a 0-20 mA o 4-20 mA con un módulo de ajuste TSX ACZ 03 y una resolución de 40 mV (80µA), y una vía de salida, que permite obtener valores entre 0-10 V con una resolución de 40 mV. A todas ellas se puede acceder a través de un conector SUB-D de 15 patillas y pueden realizar las siguientes funciones:

- Exploración de vías de entrada mediante multiplexión estática y confirmación de valores.

- Conversión analógica/numérica y filtrado de las medidas de entrada.

- Actualización del valor numérico de salida al final de la tarea MAST.

- Conversión numérica/analógica del valor de salida.

- Tratamiento de fallo de diálogo con el procesador y reposición de la salida.

- Suministro de una tensión e salida para potenciómetros externos o incluidos en el módulo de reglaje y adaptación TSX ACZ 03.

2.10 Contaje

Hay varias posibilidades para realizar una función de contaje, descontaje o contaje/descontaje:

- En una entrada TON (frecuencia máx. 500 Hz): 2 vías de contaje realizadas por las 4 primeras entradas del módulo de E/S TON situado en la posición 1.

- Integrada en el TSX 37-22 (frecuencia máx. 10 kHz): 2 vías de contaje independientes, a las que se puede acceder a través de dos conectores SUB-D de 15 patillas.

- Con un modulo TSX CTZ 1A/2A/2AA (frecuencia máx. 40 kHz y 500 kHz).

Cada vía de contaje puede realizar una de las siguientes funciones, definida en la configuración por programa:

- Función de descontaje: permite el descuento de impulsos (en 24 bits + signo) a partir de un valor de preselección entre 0 y +16777215.

- Función de contaje: realiza el contaje de impulsos del valor 0 a un valor predeterminado, llamado valor de consigna.

Función de contaje/descontaje: un mismo contador realiza el contaje y descontaje de impulsos, a partir de un valor de preselección entre –16777216 y +16777215 y con dos consignas definidas, una alta y una baja

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3 Programación de autómatas con el software PL7

3.1 Creación de una aplicación PL7

Una aplicación consta de los siguientes elementos, agrupados en un archivo único que se guarda en el disco duro del dispositivo de programación o en un disquete (archivo.STX):

- El ejecutable es la forma de la aplicación que se transferirá al autómata y se ejecutará en él. Agrupa el programa, los datos de configuración, los valores de las constantes internas, los parámetros de los bloques de función predefinidos (BF) y las funciones específicas.

- La base de símbolos contiene todas las variables simbolizadas y/o comentadas de la aplicación.

- La carpeta de documentaciónagrupa las informaciones complementarias que permiten personalizar la aplicación (encabezado, página de título, información general, lista de los temas que componen la carpeta, …).

- Las tablas de animación, listas de hasta 40 variables, creadas manual o automáticamente, que permiten conocer el valor de las variables en varias formas de presentación y forzar las variables tipo bit, cuando el autómata está en RUN ejecutando la aplicación.

Figura 6. Creación de una aplicación

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3.1.1 Definición de la estructura del programaLas tareas de un programa PL7 se componen de varias partes, denominadas secciones y subprogramas, que se pueden programar de forma independiente en el lenguaje más adecuado para el tratamiento a realizar (LD, IL, ST, Grafcet). Un caso general podría ser el siguiente:

Esta división en secciones permite crear un programa estructurado y generar o incorporar fácilmente módulos de programa. Los subprogramas pueden abrirse desde cualquier sección o subprograma de la tarea a la que pertenecen.

aa)) Estructura monotarea. En este caso la estructura del programa contiene únicamente la tarea maestra (MAST), que puede ejecutarse de modo cíclico (las ejecuciones de la tarea se encadenan una tras otra, sin tiempo de espera) o periódico (las ejecuciones se encadenan cada cierto período, determinado por el usuario). En ambos modos, el control de la tarea se efectúa con un watchdog, que permite detectar una duración anormal del programa, en cuyo caso se pone a 1 el bit de sistema %S11 y se declara para el autómata una falla de bloqueo de la aplicación.

bb)) Estructura multitarea. Se asocia un programa específico a cada función y se implementa cada programa en una tarea. Las tareas son independientes y se ejecutan paralelamente por el procesador principal, que gestiona sus prioridades y su ejecución, consiguiéndose simplificar el diseño y la depuración. La estructura de las tareas de una aplicación es la siguiente:

-- Tarea maestra (MAST): Consta su vez de un tratamiento principal (MAIN) dividido en secciones (cada una se programa como entidad separada en el lenguaje adecuado), y subprogramas Sri (i=0 a 253). Las llamadas a subprogramas se efectúan en el tratamiento principal o en otros subprogramas, pudiendo haber hasta 8 imbricaciones. Esta tarea es la menos prioritaria y efectúa la gestión de la mayor parte del programa de aplicación.

Figura 7. Estructura de un programa

Figura 8. Navegador de la aplicación

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-- Tarea rápida (FAST): Esta tarea, de ejecución periódica (el período se determina en la configuración), permite efectuar tratamientos cortos con una prioridad más elevada que en la tarea maestra. Cuando está programada, el sistema la activa automáticamente en el arranque, pudiendo ser detenida y activada de nuevo actuando sobre el bit sistema. Al igual que la tarea maestra, se compone de un tratamiento principal dividido en secciones y subprogramas. El período (1-255 ms) puede definirse como superior al de la tarea maestra, para adaptarlo a tratamientos periódicos lentos pero prioritarios.

-- Tarea de suceso (EVT): Los tratamientos de suceso permiten tener en cuenta los sucesos de control y tratarlos lo antes posible (por ejemplo, el rebasamiento del umbral de un módulo de contaje). La aparición de tal suceso desvía el programa de aplicación hacia el tratamiento EVT. Estas tareas son las más prioritarias, por lo que deben ser cortas para no perturbar la ejecución de las demás. El número de sucesos configurables depende del procesador del autómata, siendo de 16 en un TSX 37-21/22 y 32 en un TSX 57-10.

3.1.2 Configuración del autómata y de la aplicación.

Antes de iniciar la programación es necesario definir todos los parámetros referentes al autómata concreto empleado, el funcionamiento del mismo y el tipo de elementos que se utilizarán en la aplicación.

aa)) Configuración Hardware: consiste en especificar el procesador que posee el autómata, definir sus parámetros y modo de funcionamiento e indicar qué módulos y/o tarjetas estarán presentes, en qué posición y señalar las características acordes a cada uno. Para ello se dispone de pantallas donde se van incorporando los módulos deseados de cada familia y se especifican luego las características de todos ellos, tal como se puede ver en las siguientes imágenes, que son un ejemplo de las posibilidades existentes.

Figura 10. Configuración hardware TSX Micro y TSX

Figura 9. Prioridad de las tareas de un programa

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bb)) Configuración Software: se trata aquí de definir los parámetros de la aplicación, como se puede ver en la siguiente figura:

cc)) Configuración de los objetos Grafcet: es similar a la configuración software, pero para los

parámetros de la aplicación específicos a la programación Grafcet, en el caso de que se haya indicado que se desea hacer programación Grafcet en la primera pantalla que aparece al comenzar una nueva aplicación.

Figura 11. Incorporación de un nuevo módulo

Figura 12. Configuración de variables software

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3.1.3 Programación.

Cada uno de los módulos de la aplicación se puede programar de forma totalmente independiente en cualquiera de los lenguajes ya mencionados, sin existir grandes diferencias con la programación de otros autómatas de características similares. Los tipos de variables que se pueden utilizar son: objetos de memoria (%M), objetos de sistema (%S), constantes (%K), objetos grafcet (%X), bloques de función predefinidos (%TM, %C, %MN…) y E/S (%I y %Q), ya sean booleanos, bytes, words, … A continuación se muestran algunos ejemplos de programación en los lenguajes disponibles en el software PL7.

Figura 14. Programación en lenguaje de contactos (LD).

Figura 13. Programación en Grafcet

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Figura 15. Programación en lista de instrucciones (IL).

Figura 16. Programación en lenguaje estructurado (ST).

Figura 17. Programación con bloques de función predefinidos (DFB).

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3.1.4 Intercambios con el autómata.

Para que el software PL7 se pueda comunicar con el autómata, es necesario que exista un medio físico de conexión (cable de comunicación serie, bus de comunicaciones o red de comunicaciones) y que el PC tenga instalado un controlador de comunicaciones adecuado. El controlador de comunicaciones que se instala por defecto con el software PL7 es el controlador (driver) Unitelway, que permite la conexión con el autómata mediante un cable de comunicación serie suministrado por el fabricante, entre un puerto de comunicaciones del PC (COM) y el conector de Terminal (TER) del autómata. En el PL7, bajo el menú “Autómata” habrá que configurar la “Dirección del autómata” de la manera que se representa en la figura 18.

También se puede usar ese controlador en el caso de que el autómata forme parte de una red Unitelway y el PC tenga acceso a la misma a través de uno de los puertos de comunicación serie. En ese caso la forma de direccional el autómata es similar a la representada en la figura 19, dependiendo de la estructura de direcciones que tenga la red.

Figura 18. Figura 19. Figura 20.

Si el autómata dispone de un módulo de comunicaciones Ethernet, el PC se puede comunicar con el a través de este tipo de red si tiene instalado y configurado el controlador (driver) XIP. La dirección del autómata en este caso tiene el aspecto representado en la figura 20. En la configuración del controlador XIP se han de detallar las direcciones IP y X-Way de cada autómata con el que se va a trabajar como se muestra en el ejemplo de la figura 21. La figura 22 muestra el aspecto de la ventana del controlador XIP que debe permanecer activa (aunque sea minimizada) para que el software PL7 pueda utilizar el controlador para comunicarse con el autómata.

Figura 21. Configuración del driver XIP. Figura 22. Ventana del driver XIP.

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El PC con el software PL7 puede trabajar en modo local o conectado. El modo local (sin conexión al autómata) permite crear y modificar una aplicación en el terminal. El modo conectado (conexión al autómata) permite crear y modificar una aplicación en el autómata, aunque con alguna limitación, ya que no se puede por ejemplo agregar o eliminar un módulo, modificar la asociación vía E/S�función específica, agregar bloques de función predefinidos, modificar el tamaño de un registro o el número de bits y constantes internas o importar una aplicación. En modo conectado, en caso de modificaciones, la actualización se realiza de forma automática en el autómata, pero no en el disco de trabajo. La transferencia de aplicaciones se puede realizar en ambos sentidos, del PC al autómata o a la inversa, para lo cual se comprueba si las aplicaciones existentes en ambos dispositivos son idénticas y en caso de no serlo se transfiere en el sentido indicado. Una vez que el autómata dispone del programa realizado, se puede pasar a RUN desde el PC. En este modo ya no se pueden realizar modificaciones sobre la aplicación, excepto en las pantallas de explotación, ya que estas no se transfieren al autómata, sino que son exclusivas de la aplicación contenida en el PC.

Los autómatas TSX 37-10 y TSX 37-20 ofrecen la posibilidad de guardar una copia de seguridad de la aplicación (programa y constantes) en memoria FLASH EPROM interna al autómata, si ésta se coloca en la RAM y no excede a las 15 Kpalabras, lo que permite una carga automática de la RAM con el contenido de la FLASH EPROM, cuando la aplicación que está en la RAM no es válida. Por su parte los autómatas TSX Micro y Premium ofrecen la posibilidad de guardar la aplicación en tarjeta de memoria TSX MFP BAK 032P, cuyo contenido se puede volcar a la memoria RAM interna. En ambos casos esta función se realiza en modo local.

3.1.5 Depuración.Esta operación se realiza en modo conectado y permite tanto seguir la evolución de la aplicación al ejecutarse (ya sea paso a paso, con un punto de parada…) como visualizar el estado de los módulos presentes en el autómata y de las variables relacionadas con ellos.

Al final, toda la información relacionada con la aplicación que se ha creado se puede recorrer de forma muy sencilla gracias al navegador de la aplicación (ver figura 9).

El software PL7 es muy fácilmente asimilable para el programador, ya que además ofrece amplias ayudas y ejemplos, además de asistentes para introducir por ejemplo funciones predefinidas y módulos.

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