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Documentación didáctica SCE para la solución de automatización homogénea Totally Integrated Automation (TIA) Siemens Automation Cooperates with Education

Módulo TIA Portal 010-010 Iniciación a la programación de SIMATIC S7-1200

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Paquetes de instructor SCE apropiados para esta documentación   

SIMATIC S7-1200 AC/DC/RELÉ 6er "TIA Portal" Ref.: 6ES7214-1BE30-4AB3 SIMATIC S7-1200 DC/DC/DC 6er "TIA Portal" Ref.: 6ES7214-1AE30-4AB3 SIMATIC S7-SW for Training STEP 7 BASIC V11 Upgrade (for S7-1200) 6er "TIA Portal" Ref.: 6ES7822-0AA01-4YE0

Tenga en cuenta que estos paquetes de instructor pueden ser sustituidos por paquetes actualizados. Encontrará una relación de los paquetes SCE actualmente disponibles en la página: www.siemens.com/sce/tp

Cursos avanzados Para los cursos avanzados regionales de Siemens SCE, póngase en contacto con el partner SCE de su región www.siemens.com/sce/contact

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Nota sobre el uso La documentación de cursos para la solución de automatización homogénea Totally Integrated Automation (TIA) ha sido elaborada para el programa “Siemens Automation Cooperates with Education (SCE)" exclusivamente con fines formativos para centros públicos de Investigación y Desarrollo. Siemens AG declina toda responsabilidad en lo que respecta a su contenido. No está permitido utilizar este documento más que para la iniciación a los productos o sistemas de Siemens. Es decir, está permitida su copia total o parcial y posterior entrega a los alumnos para que lo utilicen en el marco de su formación. La transmisión y reproducción de este documento y la comunicación de su contenido solo están permitidas dentro de centros de formación básica y avanzada para fines didácticos. Las excepciones requieren autorización expresa por el siguiente contacto de Siemens AG: Sr. Roland Scheuerer roland.scheuerer@siemens.com. Todo incumplimiento quedará sujeto a la indemnización de los daños y perjuicios. Se reservan todos los derechos, incluidos los de traducción, especialmente para el caso de concesión de patentes o registro como modelo de utilidad. No está permitido su uso para cursillos destinados a clientes del sector Industria. No aprobamos el uso comercial de los documentos. Queremos expresar nuestro agradecimiento a la empresa Michael Dziallas Engineering y a todas las personas por el valioso apoyo prestado al elaborar este documento.

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Industry Sector, IA&DT PÁGINA: 1. 2. 2.1

Prólogo ....................................................................................................................................................... 4 Notas sobre la programación de SIMATIC S7-1200 .................................................................................. 6 Sistema de automatización SIMATIC S7-1200 .......................................................................................... 6

2.2

Software de programación STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) ..................................................... 6

3.1

Instalación del software STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) .......................................................... 7 Instalación de las actualizaciones de STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) ..................................... 7

3.2

Actualización del catálogo de hardware en STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11 con Hardware

3.

Support Packages (HSP) ..................................................................................................................................... 8 4. 5. 5.1

Conexión con la CPU a través de TCP/IP y restablecimiento de la configuración de fábrica .................. 12 ¿Qué es un PLC y para qué se utiliza? .................................................................................................... 19 ¿Qué significa PLC? ................................................................................................................................. 19

5.2

¿Cómo controla el PLC el proceso? ......................................................................................................... 19

5.3

¿De dónde recibe el PLC la información sobre los estados del proceso? ............................................... 20

5.4

¿Qué diferencia hay entre los contactos NC y los contactos NA? ........................................................... 20

5.5

¿Cómo activa SIMATIC S7-1200 las señales de entrada/salida individuales? ........................................ 21

5.6

¿Cómo se procesa el programa en el PLC? ............................................................................................ 22

5.7

¿Cómo son las operaciones lógicas en el programa del PLC?................................................................ 23

5.7.1 Operación lógica Y ........................................................................................................................... 23 5.7.2 Operación lógica O .......................................................................................................................... 25 5.7.3 Negación .......................................................................................................................................... 26 5.8 ¿Cómo se crea el programa de PLC? ¿Cómo llega a la memoria del PLC?........................................... 27 6. 7. 8.

Instalación y manejo de SIMATIC S7-1200 .............................................................................................. 28 Tarea de ejemplo: mando de prensas ...................................................................................................... 32 Programación de la prensa para SIMATIC S7-1200 ................................................................................ 33 8.1. Vista del portal .......................................................................................................................................... 33 8.2. Vista del proyecto ..................................................................................................................................... 34

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1.

Prólogo El contenido del módulo SCE_ES_010-010 está asociado a la unidad formativa "Fundamentos de la programación de PLC" y constituye una guía de inicio rápido a la programación de SIMATIC S7 1200 con el TIA Portal.

Fundamentos de la programación de PLC Módulos 10, módulos 20 Simulación de plantas SIMIT Módulos 150 Funciones adicionales relacionadas con la programación de PLC Módulos 30

PROFIBUS Módulos 60

Otros lenguajes de programación Módulos 40

Funciones de seguridad Módulos 80

PROFINET Módulos 70

Tecnología de sensores Módulos 110

Visualización de procesos (HMI) Module 90

AS-Interface Módulos 50

Accionamientos Módulos 100

Objetivo didáctico: En este módulo, el lector debe aprender a programar un autómata programable (PLC) SIMATIC S71200 con la herramienta de programación TIA Portal. El módulo proporciona los fundamentos y muestra en los siguientes pasos los procedimientos, acompañados de un ejemplo detallado.    

Instalación del software y ajuste de la interfaz de programación Explicación de qué es un PLC y cómo funciona Instalación y manejo del PLC SIMATIC S7-1200 Creación, carga y prueba de un programa de ejemplo

Requisitos: Para un procesamiento adecuado de este módulo, se requieren los siguientes conocimientos:  Conocimientos del manejo de Windows

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Industry Sector, IA&DT Hardware y software necesarios

1

PC Pentium 4, 1.7 GHz 1 (XP) – 2 (Vista) GB RAM, aprox. 2 GB de memoria de disco libre Sistema operativo Windows XP Professional SP3 / Windows 7 Professional / Windows 7 Enterprise / Windows 7 Ultimate / Windows 2003 Server R2 / Windows Server 2008 Premium SP1, Business SP1, Ultimate SP1

2

Software STEP 7 Professional V11 SP1 (Totally Integrated Automation (TIA) Portal V11)

3

Conexión Ethernet entre PC y CPU 315F-2 PN/DP

4

PLC SIMATIC S7-1200, p. ej. CPU 1214C. Las entradas deben estar conectadas en el cuadro.

2 STEP 7 Professional V11 (TIA Portal)

1 PC 3 Conexión Ethernet

4 S7-1200 con CPU 1214C

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2.

Notas sobre la programación de SIMATIC S7-1200

2.1

Sistema de automatización SIMATIC S7-1200 El sistema de automatización SIMATIC S7-1200 es un sistema de micro-PLC modular para las gamas baja y media. Existe una amplia gama de módulos para una adaptación óptima a la tarea de automatización El controlador S7 se compone de una fuente de alimentación, una CPU y un módulo de entrada o de salida para señales digitales y analógicas. En caso necesario, se pueden utilizar también procesadores de comunicaciones y módulos de función para tareas especiales, como p. ej. control de motor paso a paso. El autómata programable (PLC) vigila y controla una máquina o un proceso con el programa S7. A los módulos de E/S se accede en el programa S7 a través de las direcciones de entrada (%E), y reaccionan a través de las direcciones de salida (%A). El sistema se programa con el software STEP 7.

2.2

Software de programación STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) El software STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) es la herramienta de programación para los sistemas de automatización -

SIMATIC S7-1200

-

SIMATIC S7-300

-

SIMATIC S7-400

-

SIMATIC WinAC

Con STEP 7 Professional V11 se pueden utilizar las siguientes funciones para la automatización de una instalación: -

Configuración y parametrización del hardware

-

Definición de la comunicación

-

Programación

-

Prueba, puesta en marcha y servicio técnico con las funciones de operación/diagnóstico

-

Documentación

-

Creación de visualizaciones para los SIMATIC Basic Panels con WinCC Basic integrado.

-

Con otros paquetes WinCC también se pueden crear soluciones de visualización para PC y otros Panels

Todas las funciones disponen de una detallada ayuda online.

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3.

Instalación del software STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) STEP 7 Professional se suministra en DVD. Para instalar STEP 7 Professional, proceda del siguiente modo: 1.

Introduzca el DVD de STEP 7 Professional en la unidad de DVD.

2.

El programa de instalación se inicia automáticamente. De no ser así, inícielo haciendo doble clic en el archivo " START.exe".

3.

El programa le guiará durante la instalación completa de STEP 7 Professional.

4.

Para utilizar STEP 7 Professional se requiere una clave de licencia en su equipo.

Durante la instalación puede transferir dicha clave de licencia a su equipo desde el lápiz USB suministrado. Posteriormente puede volver a transferir la clave de licencia a cualquier otro soporte de datos con el software "Automation License Manager". La clave de licencia puede estar en otro equipo y consultarse a través de una red.

3.1

Instalación de las actualizaciones de STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) Puesto que las actualizaciones en STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) para integrar de forma óptima nuevos productos son cada vez más frecuentes, dichas actualizaciones se ponen a disposición del usuario en Internet. La página web correspondiente es: http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/59604410 Aquí se pueden descargar las actualizaciones para guardarlas en el PC o portátil. A continuación, se pueden instalar de la siguiente manera: 1.

En primer lugar se debe iniciar la "Aplicación" haciendo doble clic en los archivos guardados. Aquí, la actualización 4 para la versión 11 Service Pack 2 "SIMATIC_TIAP_V11_0_SP2_UPD4". ( SIMATIC_TIAP_V11_0_SP2_UPD4)

Nota: Es indispensable comprobar previamente los requisitos de software. En este caso, el requisito es tener ya instalado un paquete de software STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) SP2.

2.

En el segundo paso se selecciona el idioma de instalación. ( Idioma de instalación: Español  Continuar)

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Industry Sector, IA&DT 3.

En el tercer paso se puede seleccionar la carpeta "Temp" para descomprimir el paquete. ( Continuar)

4.

En el cuarto paso se puede consultar más información sobre el producto. ( Leer información del producto  Continuar)

5.

En el quinto paso se deben aceptar los acuerdos de la licencia y confirmar las indicaciones de seguridad. (

3.2

 Continuar)  Continuar)

6.

En el sexto paso se aceptan las consignas de seguridad. (

7.

En el séptimo paso se inicia la instalación. ( Instalar)

8.

Para finalizar la instalación de la actualización es necesario reiniciar el ordenador. ( Reiniciar )

Actualización del catálogo de hardware en STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11 con Hardware Support Packages (HSP) Para integrar nuevos módulos en el catálogo de hardware de STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) se ofrecen Hardware Support Packages (HSP) en Internet. La página web correspondiente es: http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/54164095 La descripción relativa a la instalación de los Hardware Support Packages (HSP) está disponible en la página: http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/54163659 A continuación se muestra cómo instalar un módulo nuevo en STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11): 1.

En primer lugar se debe "extraer" el archivo descargado de Windows Explorer. ( HSP_V11SP2_00…..  Extraer todos …)

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Industry Sector, IA&DT 2.

En el segundo paso se selecciona el punto "Installed software (Software instalado)" en el TIA Portal. ( Installed software (Software instalado))

3.

En el tercer paso seleccionamos "Detailed information about installed software (Más información sobre el software instalado)". ( Detailed information about installed software (Más información sobre el software instalado))

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Industry Sector, IA&DT 4.

En el cuarto paso seleccionamos en "Installation of support packages (Instalación de Support Packages)" el botón "Add from file system (Agregar del sistema de archivos)". ( Installation of support packages (Instalación de Support Packages)  Add from file system (Agregar del sistema de archivos))

5.

En el quinto paso seleccionamos el Hardware Support Package deseado en formato "*.isp11" y lo abrimos. ( *.isp11  Open (Abrir))

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6.

En el sexto paso seleccionamos en "Installation of support packages (Instalación de Support Packages)" el Hardware Support Package deseado y lo instalamos. ( Installation of support packages (Instalación de Support Packages) 

 Install (Instalar))

7.

En caso de que se mostrara el siguiente mensaje de error, el TIA Portal debe cerrarse en segundo plano dejando abierta la ventana de avisos. A continuación, se puede reanudar la instalación. ( Continue (Continuar))

8.

El estado de la instalación se muestra hasta que al final aparece la nota de que el TIA Portal debe reiniciarse. ( Finish (Finalizar))

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4.

Conexión con la CPU a través de TCP/IP y restablecimiento de la configuración de fábrica Para poder programar desde el PC, PG o portátil un SIMATIC S7-1200, es necesaria una conexión TCP/IP. Para comunicar el PC y SIMATIC S7-1200 entre sí, es importante que las direcciones IP de ambos aparatos coincidan. A continuación se muestra cómo se puede configurar la dirección IP del ordenador. 9.

Desde el "'System control (Panel de control)", abrir "'Network connections (Conexiones de red)" y seleccionar las "Properties (Propiedades)" de la conexión LAN. ( Start (Inicio)  Settings (Ajustes)  System control (Panel de control)  Network connections (Conexiones de red)  Local Area Connection (Conexión de área local)  Properties (Propiedades))

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Industry Sector, IA&DT 10. Seleccione las "Properties (Propiedades)" de "Internet Protocol (TCP/IP) (Protocolo de Internet (TCP/IP))" ( Internet Protocol (TCP/IP) (Protocolo de Internet (TCP/IP))  Properties (Propiedades))

11. Aquí puede configurar la "IP address (Dirección IP)" y la "Subnet screen form (Máscara de subred)" y confirmar con "OK (Aceptar)". ( Usar la siguiente dirección IP  IP address (Dirección IP): 192.168.0.99  Subnet screen form (Máscara de subred) 255.255.255.0  OK (Aceptar)  Close (Cerrar))

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Notas sobre conexión en red en Ethernet (más información en el Anexo V de la documentación de cursos): Dirección MAC: La dirección MAC contiene una parte fija y otra variable. La parte fija ("dirección MAC básica") identifica al fabricante (Siemens, 3COM...). La parte variable de la dirección MAC diferencia los distintos nodos Ethernet y debe asignarse de forma inequívoca a nivel mundial. En cada módulo se ha impreso de fábrica la dirección MAC predefinida. Rango de valores de la dirección IP: La dirección IP consiste en 4 números decimales comprendidos en un rango de valores entre 0 y 255 y separados entre sí por un punto (p. ej. 141.80.0.16). Rango de valores de la máscara de subred: Esta máscara se utiliza para reconocer si un nodo o su dirección IP pertenecen a la subred local o solo son accesibles a través de un router. Dicha máscara consiste en 4 números decimales comprendidos en un rango de valores entre 0 y 255 y separados entre sí por un punto (p. ej. 255.255.0.0). Los 4 números decimales de la máscara de subred deben incluir en su representación binaria una secuencia de valores "1" sin espacios partiendo de la izquierda y una secuencia de valores "0" sin espacios partiendo de la derecha. Los valores "1" determinan el rango de la dirección IP para el número de red. Los valores "0" determinan el rango de la dirección IP para la dirección del nodo. Ejemplo: valores correctos: 255.255.0.0 decimal = 1111 1111.1111 1111.0000 0000.0000 0000 binario 255.255.128.0 decimal = 1111 1111.1111 1111.1000 0000.0000 0000 binario 255.254.0.0 decimal = 1111 1111.1111 1110.0000 0000.0000.0000 binario valores incorrectos: 255.255.1.0 decimal = 1111 1111.1111 1111.0000 0001.0000 0000 binario Rango de valores para la dirección de la transición de red (router): La dirección IP consiste en 4 números decimales comprendidos en un rango de valores entre 0 y 255 y separados entre sí por un punto (p. ej. 141.80.0.1). Relación entre las direcciones IP, la dirección del router y la máscara de subred: La dirección IP y la dirección de la transición de red solo pueden ser diferentes en las cifras que son "0" en la máscara de subred. Ejemplo:Se ha introducido: para máscara de subred, 255.255.255.0; para dirección IP, 141.30.0.5 y para dirección del router, 141.30.128.1. La dirección IP y la dirección de la transición de red solo pueden tener un valor diferente en el 4.º decimal. Sin embargo, en el ejemplo la 3.ª cifra ya es distinta. Así pues, en el ejemplo debe cambiarse: - la máscara de subred por: 255.255.0.0 o - la dirección IP por: 141.30.128.5 o bien - la dirección de la transición de red por: 141.30.0.1

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La dirección IP de SIMATIC S7-1200 se ajusta de la siguiente manera. 12. Seleccione el "Totally Integrated Automation Portal", que se abre haciendo doble clic. ( TIA Portal V11)

13. Seleccione la opción "Online & Diagnostics (Online y diagnóstico)" y abra la "Project view (Vista del proyecto)". ( Online & Diagnostics (Online y diagnóstico)  Project view (Vista del proyecto))

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Industry Sector, IA&DT 6.

En la navegación del proyecto, en "Online accesses (Accesos online)", seleccione la tarjeta de red que se ha configurado previamente. Haciendo clic en "Update accessible devices (Actualizar nodos accesibles)", verá la dirección MAC del SIMATIC S7-1200 conectado. Seleccione aquí "’Online & Diagnostics (Online y diagnóstico)". ( Online access (Accesos online)  … conexión de red  Update accesible devices (Actualizar nodos accesibles)  MAC = …..  Online & Diagnostics (Online y diagnóstico))

Nota: Si se ha configurado previamente una dirección IP en la CPU, verá esta dirección en lugar de la dirección MAC.

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Industry Sector, IA&DT 7.

En "Functions (Funciones)" encontrará la opción "Assign IP address (Asignar dirección IP)". Rellene aquí "IP address (Dirección IP)" y "Subnet mask (Máscara de subred)". A continuación, haga clic en "Assign IP address (Asignar dirección IP)" y se asignará esta nueva dirección a su SIMATIC S7-1200. ( Functions (Funciones)  Assign IP address (Asignar dirección IP)  IP address (Dirección IP): 192.168.0.1  Subnet mask (Máscara de subred): 255.255.255.0  Assign IP address (Asignar dirección IP))

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Industry Sector, IA&DT 8.

Seleccione en "Functions (Funciones)", "Reset to factory settings (Restablecer configuración de fábrica)". Mantenga el ajuste, "Keep IP address (Conservar dirección IP)" y haga clic en "Reset (Restablecer)". ( Functions (Funciones)  Reset to factory settings (Restablecer configuración de fábrica)  Keep IP address (Conservar dirección IP)  Reset (Restablecer))

9.

Confirme la pregunta de si realmente desea restablecer la configuración de fábrica con "Yes (Aceptar)". ( Yes (Aceptar))

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5.

¿Qué es un PLC y para qué se utiliza?

5.1

¿Qué significa PLC? PLC es la abreviatura de Programmable Logical Controller (controlador lógico (autómata) programable). Se trata de un equipo que controla un proceso (p. ej. una impresora para imprimir diarios, una instalación de llenado para cemento, una prensa para moldes de plástico, etc. ... ). Esto ocurre según las instrucciones de un programa que se encuentra en una memoria del equipo. El programa cargado en la memoria del PLC...

... controla la máquina

Memoria

Programa con instrucciones Máquina

PLC

5.2

¿Cómo controla el PLC el proceso? El PLC controla el proceso conmutando los llamados actuadores de las conexiones denominadas salidas del PLC con una tensión de mando de, por ejemplo, 24 V. De este modo se pueden conectar y desconectar motores, abrir y cerrar válvulas o conectar y desconectar lámparas.

M 24 V

¡Las salidas del PLC controlan los actuadores conmutando la tensión de control!

Salidas 0V

La lámpara no se enciende

PLC

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La lámpara se enciende

M

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5.3

¿De dónde recibe el PLC la información sobre los estados del proceso? El PLC recibe la información relacionada con el proceso de los llamados transmisores de señales, que están cableados con las entradas del PLC. Estos transmisores de señales pueden ser, p. ej., sensores que detectan si una pieza se encuentra en una posición determinada, o interruptores o pulsadores simples que pueden estar abiertos o cerrados. Se distingue entre contactos NC, que están cerrados cuando no se accionan, y contactos NA, que están abiertos cuando no se accionan. 24 V Interruptor cerrado 24 V

¡Las entradas del PLC reciben la información sobre los estados del proceso!

Entradas 0V

Interruptor abierto PLC

5.4

24 V

¿Qué diferencia hay entre los contactos NC y los contactos NA? En los transmisores de señales, se distingue entre contactos NC y contactos NA. El interruptor mostrado aquí es un contacto NA, es decir, se cierra cuando ha sido accionado.

Contacto NA sin accionar

Contacto NA abierto

Contacto NA accionado

Contacto NA cerrado

El interruptor mostrado aquí es un contacto NC, es decir, está cerrado cuando no ha sido accionado.

Contacto NC sin accionar

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Contacto NC cerrado

Contacto NC accionado

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Contacto NC abierto

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5.5

¿Cómo activa SIMATIC S7-1200 las señales de entrada/salida individuales? La indicación de una entrada o salida dentro del programa se denomina direccionamiento. Las entradas y salidas de los PLC se suelen agrupar en grupos de 8 en módulos de entradas digitales o de salidas digitales. Esta unidad de 8 se denomina byte. Cada uno de estos grupos recibe un número, la denominada dirección de byte. Para direccionar una entrada o salida individual dentro de un byte, cada byte se fracciona en ocho bits individuales. Estos se numeran desde el bit 0 hasta el bit 7. Así se obtiene la dirección de bit. El PLC aquí representado tiene los bytes de entrada 0 y 1 y los bytes de salida 0 y 1.

14 entradas digitales integradas Byte 0 bit 0 hasta 7 y byte 1 bit 0 hasta 5

10 salidas digitales integradas Byte 0 bit 0 hasta 7 y byte 1 bit 0 hasta 1

Para direccionar por ejemplo la quinta entrada digital, se indica la siguiente dirección:

%E

0.4

%E representa aquí el tipo de dirección como de entrada, 0 la dirección de byte y 4 la dirección de bit. Las direcciones de byte y de bit siempre están separadas por un punto. Nota:

Para la dirección de bit, en la quinta entrada hay un4 porque se empieza a contar desde 0.

Para direccionar por ejemplo la décima salida, se indica la siguiente dirección:

%A

1.1

%Q representa aquí el tipo de dirección como de salida, 1 la dirección de byte y 1 la dirección de bit. Las direcciones de byte y de bit siempre están separadas por un punto. Nota: Para la dirección de bit, en la décima salida hay un 1, porque se empieza a contar desde 0.

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5.6

¿Cómo se procesa el programa en el PLC? La ejecución del programa en un PLC se realiza de forma cíclica según la siguiente secuencia: 1. 2.

3.

4.

En el primer paso se transfiere el estado desde la imagen de proceso de las salidas (IPS) a las salidas y estas se conectan o desconectan. A continuación, el procesador, que a efectos prácticos representa el cerebro del PLC, pregunta si las entradas individuales conducen tensión. Este estado de las entradas se guarda en la imagen de proceso de las entradas (IPE). Para las entradas con tensión se guarda la información 1 o "Alta" y para las que no tienen tensión, la información 0 o "baja". A continuación, este procesador procesa el programa guardado en la memoria de programa. Este se compone de una lista de operaciones lógicas e instrucciones que se procesan sucesivamente. Para la información de entrada necesaria se accede a la IPE leída previamente y el resultado lógico se escribe en la llamada imagen de proceso de las salidas (IPS). En caso necesario, el procesador también accede a otras áreas de memoria, p. ej. para datos locales de los subprogramas, bloques de datos y marcas, durante la ejecución del programa. Finalmente, se ejecutan otras tareas internas del sistema operativo, como autotest y comunicación. A continuación sigue con el punto 1. 1. Transmitir el estado de la IPS a las salidas. 2. Guardar el estado de las entradas en la IPE.

Programa del PLC en la memoria de programa

3. Procesamiento del programa instrucción por instrucción con acceso a IPE e IPS

IPE Datos locales

1.ª instrucción 2.ª instrucción 3.ª instrucción 4.ª instrucción ...

Marcas Bloques de datos

Última instrucción

IPS

4. Ejecutar tareas internas del sistema operativo. (Comunicación, autotest, etc.) Nota: El tiempo que requiere el procesador para esta secuencia se denomina tiempo de ciclo, y depende de la cantidad y el tipo de instrucciones, así como del rendimiento del procesador.

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5.7

¿Cómo son las operaciones lógicas en el programa del PLC? Las operaciones lógicas se utilizan para poder determinar las condiciones para conmutar una salida. En el programa PLC, se pueden crear en los lenguajes de programación esquema de contactos (KOP) o diagrama de funciones (FUP). Para una mejor claridad, nos limitaremos aquí a FUP. Hay multitud de operaciones lógicas distintas que se pueden utilizar en los programas de PLC. La operación Y, al igual que O, y la NEGACIÓN de una entrada son las más frecuentes, por lo que las explicaremos brevemente mediante ejemplos. Nota: Puede consultar más información sobre otras operaciones lógicas en la ayuda online de forma rápida y clara.

5.7.1 Operación lógica Y Ejemplo de una operación lógica Y: Una lámpara debe encenderse si se accionan al mismo tiempo dos interruptores como contactos NA. Esquema de conexiones: S1

S2

24 V

P1

M Explicación: La lámpara se enciende justo cuando ambos interruptores están accionados. Cuando están accionados el interruptor S1 y el interruptor S2, se enciende la lámpara P1.

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Industry Sector, IA&DT Conexión del PLC: Para implementar esta lógica en un programa PLC, deben estar conectados ambos interruptores a las entradas del PLC. Aquí se han conectado por cable S1 a la entrada E 0.0 y S2 a la entrada E 0.1. Además, la lámpara P1 debe estar conectada a una salida, p. ej. A 0.0.

24 V Interruptor S1 %E 0.0

Entradas

24 V %E 0.1

Interruptor S2

M PLC

Salidas %A 0.0

La lámpara P1 debe encenderse cuando estén accionados los interruptores S1 y S2

Operación Y en FUP: En el diagrama de funciones FUP se programa la operación Y mediante representación gráfica y tiene el siguiente aspecto: Entradas de la operación Y. ¡Aquí puede haber más de 2 entradas!

%E 0.0

Salida a la que se atribuye la asignación.

&

%E 0.1

Representación gráfica de la operación Y lógica.

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%A 0.0

= Asignación del resultado de la operación lógica.

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5.7.2 Operación lógica O Ejemplo de una operación lógica O: Una lámpara debe encenderse si se accionan uno o dos interruptores como contactos NA. Esquema de conexiones:

S1

24 V

S2

24 V P1

M Explicación: La lámpara se enciende justo cuando uno o los dos interruptores están accionados. Cuando están accionados el interruptor S1 o S2, se enciende la lámpara P1. Conexión del PLC: Para implementar esta lógica en un programa PLC, deben estar conectados ambos interruptores a las entradas del PLC. Aquí se han conectado por cable S1 a la entrada E 0.0 y S2 a la entrada E 0.1. Además, la lámpara P1 debe estar conectada a una salida, p. ej. A 0.0.

24 V Interruptor S1 %E 0.0

Entradas

24 V %E 0.1

Interruptor S2

M Salidas PLC

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%A 0.0

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La lámpara P1 debe encenderse cuando estén accionados los interruptores S1 o S2

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Industry Sector, IA&DT Operación O en FUP: En el diagrama de funciones FUP se programa la operación O mediante representación gráfica y tiene el siguiente aspecto: Entradas de la operación O. ¡Aquí puede haber más de 2 entradas!

%E 0.0

Salida a la que se atribuye la asignación.

%A 0.0

>

%E 0.1

= Asignación del resultado de la operación lógica.

Representación gráfica de la operación O lógica.

5.7.3 Negación En las operaciones lógicas suele ser necesario consultar si un contacto NA NO se ha accionado o si un contacto NC se ha accionado y, por tanto, no hay tensión en la entrada correspondiente. Esto tiene lugar mediante la programación de una negación en la entrada de la operación Y o de la operación O. En el diagrama de funciones FUP se programa la negación de una entrada en una operación Y, mediante la siguiente representación gráfica: Entrada de la operación Y que debe ser negada

%E 0.0 %E 0.1

Representación gráfica de la negación.

&

%A 0.0

=

La salida %A 0.0 tiene tensión cuando no se conmuta %E 0.0 y se conmuta %E 0.1.

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5.8

¿Cómo se crea el programa de PLC? ¿Cómo llega a la memoria del PLC? El programa de PLC se crea con el software STEP 7 en un PC y se almacena provisionalmente en dicho PC. Una vez que el PC se ha conectado con la interfaz TCP/IP del PLC, puede cargarse el programa en la memoria del PLC con una función de carga. Para procesar el programa posteriormente en el PLC, ya no se necesita el PC.

1. Crear el programa de PLC con STEP 7 en un PC. PC con STEP 7 3. Cargar el programa del PC en la memoria del PLC

2. Conectar el PC con la interfaz TCP/IP del PLC.

PLC S7-1200 Nota: La secuencia exacta se describe paso a paso en los siguientes capítulos.

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6.

Instalación y manejo de SIMATIC S7-1200 Gama de módulos: SIMATIC S7-1200 es un sistema de automatización modular y ofrece la siguiente gama de módulos: -

Módulos centrales CPU con distinta potencia, salidas/entradas integradas e interfaz PROFINET (p. ej. CPU1214C)

-

Fuente de alimentación PM con entrada 120/230 V AC, 50 Hz/60 Hz, 1.2 A/0.7 A y salida 24 V DC/2.5 A

-

Signal boards SB para agregar entradas/salidas analógicas o digitales sin modificar las dimensiones de la CPU. (Los signal boards se pueden utilizar con las CPU 1211C/1212C y 1214C.)

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Industry Sector, IA&DT -

Módulos de señal SM para entradas y salidas digitales y analógicas (Con las CPU 1212C se pueden utilizar como máx. 2 SM y con las 1214C como máx. 8 SM.)

-

Módulos de comunicación CM para comunicación en serie RS232/RS485 (Con las CPU 1211C/1212C y 1214C se pueden utilizar hasta 3 CM.)

-

Compact Switch Module CSM con 4 conectores RJ45 de 10/100 Mbits/s

-

Tarjetas de memoria SIMATIC de 2 MB o 24 MB para guardar datos del programa y para una sustitución simple de las CPU para realizar trabajos de mantenimiento

Nota: Para este módulo solo se necesita cualquier CPU con entradas y salidas digitales integradas.

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Elementos importantes de la CPU: Con una alimentación integrada (conexión de 24 V) y entradas y salidas integradas, la CPU S7-1200 se puede utilizar sin componentes adicionales. Para la comunicación con una programadora, la CPU dispone de un puerto TCP/IP integrado. A través de una red ETHERNET, la CPU puede comunicarse con paneles de operador HMI y con otras CPU.

conexión de 24 V

② ③

regleta de bornes enchufable para el cableado por parte del usuario (detrás de las tapas de cubierta) LED de estado para las E/S integradas y para el estado operativo de la CPU

conexión TCP/IP (en la parte inferior de la CPU)

La tarjeta de memoria/Memory Card (MC) SIMATIC almacena programas, datos, datos de sistema, archivos y proyectos. Puede utilizarse para: - transferencia de un programa a varias CPU - actualización de firmware de CPU, módulos de señal SM y módulos de comunicación CM

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Industry Sector, IA&DT Estados operativos de la CPU La CPU tiene los tres siguientes estados operativos: ● En el estado operativo STOP la CPU no ejecuta el programa y se puede cargar un proyecto. ● En el estado operativo STARTUP la CPU efectúa un arranque. ● En el estado operativo RUN el programa se ejecuta cíclicamente. En el estado operativo RUN de la CPU no se puede cargar ningún proyecto. La CPU no dispone de un interruptor físico para modificar el estado operativo. Con el botón del panel de mando del software STEP 7 Basic se modifica el estado operativo (STOP o RUN). Además, el panel de mando contiene un botón MRES para borrar la memoria y muestra los LED de estado de la CPU.

El LED de estado RUN/STOP de la parte delantera de la CPU indica el estado operativo actual de la CPU a través del color.

● La luz amarilla indica el estado operativo STOP (parada). ● La luz verde indica el estado operativo RUN (funcionamiento). ● Una luz intermitente indica el estado operativo STARTUP (arranque).

Adicionalmente están también los LED ERROR para indicar averías, y MAINT para indicar que es necesario algún trabajo de mantenimiento.

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7.

Tarea de ejemplo: mando de prensas Para nuestro primer programa crearemos un mando de prensas. Una prensa con dispositivo de protección solo se activará con un pulsador START de inicio S3 si está cerrada la rejilla protectora. Este estado se vigila con un sensor de rejilla protectora cerrada B1. Si es así, se acciona una válvula distribuidora 5/2 M0 para el cilindro de la prensa, para que se pueda prensar un molde de plástico. La prensa debe elevarse de nuevo al accionar el pulsador de PARADA DE EMERGENCIA (NC), al dejar de responder el sensor de rejilla protectora B1 o al responder el sensor de cilindro B2 retirado. Lista de asignación: Dirección %E 0.1 %E 0.3 %E 0.4 %E 0.5 %A 0.0

Símbolo

Comentario

PARADA DE EMERGENCIA S3 B1 B2 M0

Pulsador de parada de emergencia NC Pulsador de inicio S3 NO Sensor de rejilla protectora cerrada NO Sensor de cilindro retirado NO Extraer cilindro A

PARADA DE EMERGENCIA

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8.

Programación de la prensa para SIMATIC S7-1200 La administración de proyectos y la programación se realizan con el software "Totally Integrated Automation Portal". En una interfaz homogénea, aquí se crean, parametrizan y programan los componentes como el control, la visualización y la conexión en red de la solución de automatización. Para realizar el diagnóstico de fallos, están disponibles una serie de herramientas online. El software "Totally Integrated Automation Portal" dispone de dos vistas, la del portal y la del proyecto.

8.1.

Vista del portal La vista del portal ofrece una vista de las herramientas orientada a las tareas para procesar el proyecto. Esta vista permite decidir rápidamente qué hacer y seleccionar una herramienta para la tarea en cuestión. En caso necesario se cambia automáticamente a la vista del proyecto para realizar la tarea seleccionada. Esto puede facilitar, sobre todo, la iniciación y los primeros pasos.

Nota: Abajo a la izquierda se puede pasar de la vista del portal a la vista del proyecto.

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8.2.

Vista del proyecto La vista del proyecto ofrece una vista estructurada de todos los componentes del proyecto. De manera predefinida, en la parte superior se encuentra la barra de menús con la barra de herramientas, a la izquierda la navegación del proyecto con todos los componentes de un proyecto, y a la derecha las llamadas "Task Cards", que incluyen p. ej. instrucciones y librerías. Si se selecciona un elemento en la navegación del proyecto (en este caso, por ejemplo, el bloque de programa FC1), este se mostrará en la parte central, donde puede procesarse.

Nota: Abajo a la izquierda se puede pasar de la vista del proyecto a la vista del portal.

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Industry Sector, IA&DT Con los siguientes pasos se puede crear un proyecto para SIMATIC S7-1200 y programar la solución para las tareas planteadas: 1.

La herramienta central es el "Totally Integrated Automation Portal", que se abre aquí haciendo doble clic. ( Totally Integrated Automation Portal V11)

2.

Los programas para SIMATIC S7-1200 se administran en proyectos. Un proyecto de este tipo se crea en la vista del portal ( Create new project (Crear proyecto)  startup (inicio)  Create (Crear))

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Industry Sector, IA&DT 3.

Ahora se proponen los "First steps (Primeros pasos)" de configuración. En primer lugar nos interesa la opción "Configure a device (Configurar un dispositivo)". ( First steps (Primeros pasos)  Configure a device (Configurar un dispositivo))

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Industry Sector, IA&DT 4.

A continuación, elegimos "Add new device (Agregar dispositivo)" con el nombre de dispositivo "controller_press (controlador prensa)". Para ello, seleccionamos del catálogo "CPU1214C" con la referencia correspondiente. ( Add new device (Agregar dispositivo)  controller_press (controlador prensa)  CPU1214C  6ES7 …….  Add (Agregar))

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Industry Sector, IA&DT 5.

El software cambia automáticamente a la vista del proyecto con la configuración de hardware abierta. Aquí se pueden agregar más módulos del catálogo de hardware (a la derecha), y en la "Device overview (Vista general de dispositivos)" se configuran las direcciones de las entradas/salidas. En este caso, las entradas integradas de la CPU tienen las direcciones %E0.0 %E1.5 y las salidas integradas, las direcciones %A0.0 - %A1.1 ( Device overview (Vista general de dispositivos)  DI14/DO10  0…1)

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Industry Sector, IA&DT 6.

Para que el software acceda posteriormente a la CPU correcta, deben configurarse su dirección IP y la máscara de subred. ( Properties (Propiedades)  General (General)  PROFINET interface (Interfaz PROFINET)  Dirección IP: 192.168.0.1  Subnet mask (Máscara de subred): 255.255.255.0) (consulte también en el capítulo 3 la configuración de la interfaz de programación.)

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Industry Sector, IA&DT 7.

Como en la programación moderna no se programa con direcciones absolutas, sino con variables, aquí deben determinarse las variables PLC globales. Estas variables PLC globales son nombres descriptivos con comentarios para cada entrada y salida que se utilice en el programa. Más adelante se puede acceder a las variables PLC globales a través de este nombre durante la programación. Estas variables globales se pueden utilizar en todos los bloques del programa. Para ello, seleccione en la navegación del proyecto "controller_press (controlador prensa) [CPU1214C DC/DC/DC]" y, a continuación, "PLC tags (Variables PLC)". Abra la "Default tag table (Tabla de variables estándar)" haciendo doble clic e introduzca los nombres de las entradas y salidas, tal y como se indica abajo. ( controller_press (controlador prensa) [CPU1214C DC/DC/DC]  PLC tags (Variables PLC) Default tag table (Tabla de variables estándar))

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Industry Sector, IA&DT 8.

La ejecución del programa se describe en los llamados bloques. De manera estándar está disponible el bloque de organización OB1. Este representa la interfaz del sistema operativo de la CPU y, a su vez, este último lo abre automáticamente y lo ejecuta de forma cíclica. A partir de este bloque de organización se pueden abrir también otros bloques, como por ejemplo la función FC1, para una programación estructurada. El objetivo es dividir una tarea global en problemas parciales. Estos son más sencillos de resolver y es más fácil comprobar su funcionalidad.

Estructura del programa del ejemplo:

Bloque de organización OB1 Bloque llamado cíclicamente por el sistema operativo. Aquí se llama a la función FC1 Función FC1 En este ejemplo, contiene el programa propiamente dicho para el control de la prensa. Se llama desde el OB1.

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9.

Para crear la función FC1, seleccione en la navegación del proyecto "controller_press (controlador prensa) [CPU1214C DC/DC/DC]" y, a continuación, "Program blocks (Bloques de programa)". A continuación, haga doble clic en "Add new block (Agregar nuevo bloque)". ( controller_press (controlador prensa) [CPU1214C DC/DC/DC]’  Program blocks (Bloques de programa)  Add new block (Agregar nuevo bloque))

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Industry Sector, IA&DT 10. Seleccione "Function (Función) (FC)" e indique el nombre "Program press (Programa prensa)". Como lenguaje de programación se especifica el diagrama de funciones "FUP". La numeración es automática. En cualquier caso, el número no es tan importante, pues este FC1 será llamado posteriormente a través del nombre simbólico. Confirme las entradas con "OK (Aceptar)". ( Function (Función) (FC)  Program press (Programa prensa)  FUP  OK (Aceptar))

Nota: Normalmente, en una función de memoria se debería utilizar un bloque de función con el bloque de datos de instancia correspondiente. Como en nuestro ejemplo el almacenamiento tiene lugar fuera del bloque, a través de una variable OUT y, por tanto, en la IPS, se puede procesar con una función (FC).

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Industry Sector, IA&DT 11. El bloque "Program press (Programa prensa) [FC1]" se abrirá automáticamente. Para poder escribir el programa, debe declararse la interfaz del bloque. Al declarar la interfaz, se determinan las variables locales, conocidas solo en este bloque. Las variables se dividen en dos grupos:  Parámetros de bloque que forman la interfaz del bloque para la llamada en el programa. Tipo

Denominación Función

Disponible en

Parámetros de entrada Input

Funciones, bloques de función y Parámetros cuyos valores lee el algunos tipos de bloques de bloque. organización

Parámetros de salida

Output

Parámetros cuyos valores escribe el bloque.

InOut

El bloque lee el valor de estos parámetros al efectuar la Funciones y bloques de función llamada y lo vuelve a escribir en ellos tras la ejecución.

Parámetros de entrada/salida

Funciones y bloques de función

 Datos locales que sirven para almacenar resultados intermedios. Tipo

Datos locales temporales

Denominación Función

Temp

Datos locales estáticos Static

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Disponible en

Variables que sirven para almacenar resultados intermedios temporales. Los datos temporales se conservan solo durante un ciclo.

Funciones, bloques de función y bloques de organización

Variables que sirven para almacenar resultados intermedios estáticos en el bloque de datos de instancia. Bloques de función Los datos estáticos se conservan hasta que se vuelven a escribir, también a lo largo de varios ciclos.

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Industry Sector, IA&DT 12. Para la declaración de las variables locales, en nuestro ejemplo son necesarias las siguientes variables. Input: emergency_off (emergencia_off) start_signal (señal_arranque) safety_fence_closed (rejilla_cerrada) cylinder_extended (cilindro_retirado)

Aquí se lee la función de PARADA DE EMERGENCIA Aquí se lee el comando de arranque Aquí se consulta si la rejilla protectora está cerrada Aquí se consulta si el cilindro se ha retirado

Output: cylinder_out_in (cilindro_fuera_dentro) Aquí se describe un estado para la salida del cilindro de la prensa Todas las variables son de tipo "bool", es decir, son variables binarias que solo pueden tener el estado "0" (falso) o "1" (verdadero). Todas las variables locales deben escribirse en minúsculas para una mejor comprensión e incluir un comentario suficiente.

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Industry Sector, IA&DT 13. Una vez que se han declarado las variables locales, se puede empezar con la programación. Para una mejor visibilidad, la programación se realiza en segmentos. Haciendo clic en el símbolo "Insertar segmento" se puede agregar un nuevo segmento. Cada segmento, al igual que el bloque, debe estar registrado al menos en el encabezado. Si se necesita un texto más largo para la descripción, se puede utilizar el campo "Comment (Comentario)". (

)

Para crear nuestra solución necesitamos una "S" para activar la salida. Esta se encuentra en "Instructions (Instrucciones)" en la carpeta "Bit logic operations (Operaciones lógicas con bits)". Si desplaza el cursor hasta un objeto, como p. ej. la S, obtendrá información detallada sobre dicho objeto. ( Instructions (Instrucciones)  Bit logic operations (Operaciones lógicas con bits)  S)

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Industry Sector, IA&DT 14. Si marca un objeto y a continuación pulsa "F1" en el teclado de su PC, se mostrará en una ventana la ayuda online perteneciente a ese objeto. ( F1)

Nota: En este punto, infórmese a fondo en la ayuda online acerca de la función y cableado de S (Set output (Activar salida)).

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Industry Sector, IA&DT 15. Desplace ahora la S con el ratón por debajo del comentario, hasta el segmento 1. ( S)

Nota: Haciendo clic en la esquina superior derecha de color naranja, también puede modificar posteriormente la función del bloque a través de un menú.

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16. A continuación, marcamos a la izquierda la entrada del bloque S y hacemos doble clic en la barra de favoritos. ( Entrada izquierda  Favoritos 

Y en

Y)

Nota: Haciendo clic en la estrella amarilla abajo a la izquierda, se pueden añadir entradas adicionales. Haciendo clic en la esquina superior derecha de color naranja, también se puede modificar la función del bloque a través de un menú.

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17. Del mismo modo, colocamos en el segmento 2 la 

O junto a la R para Desactivar salida ( R

O)

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Industry Sector, IA&DT 18. Ahora se introducen las variables locales. Para ello basta con introducir las primeras letras de las variables locales en los campos junto a los comandos. Después se puede seleccionar de una lista la variable elegida. Las variables locales siempre se identifican con el símbolo "#" antes del nombre. ( #cylinder_out_in (cilindro_fuera_dentro)).

Las variables locales también se pueden arrastrar fuera de la interfaz.

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Industry Sector, IA&DT 19. Agregue también las otras variables locales. En el bloque Y o en el bloque O deben añadirse más entradas. Haga clic en la estrella amarilla o marque la entrada inferior con el botón derecho del ratón y seleccione "Insertar entrada". ( Insertar entrada) 20. Si debe invertir una entrada, marque dicha entrada y haga clic en negación

o arrastre el símbolo de

desde "Favoritos" hasta la entrada correspondiente

Programa en diagrama de funciones (FUP):

Descripción de funciones del bloque FC El cilindro debe extraerse cuando se emite el comando de arranque y la rejilla protectora está cerrada y no se ha retirado ya el cilindro y no se ha producido una parada de emergencia. El cilindro debe volver a introducirse si se ha retirado o si la rejilla protectora ya no está cerrada o se ha producido una parada de emergencia.

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Industry Sector, IA&DT Programa en esquema de contactos (KOP):

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Industry Sector, IA&DT 21. A continuación se seleccionan las "Properties (Propiedades)" del bloque ejecutado cíclicamente "Main [OB1]". Las propiedades del bloque se pueden modificar. ( Properties (Propiedades)  Main [OB1])

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Industry Sector, IA&DT 22. Seleccione en las propiedades el "Language (Lenguaje)" de programación Diagrama de funciones "FUP". ( FUP  OK (Aceptar))

Otra posibilidad es Switch programming language (Cambiar lenguaje de programación).

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Industry Sector, IA&DT 23. Como ya se ha mencionado anteriormente, el bloque "Program press (Programa prensa)" debe llamarse desde el bloque de programa Main [OB1]. De lo contrario, el bloque no se ejecutaría. Abra dicho bloque haciendo doble clic en "Main [OB1]". ( Main [OB1])

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Industry Sector, IA&DT 24. El bloque "Program press (Programa prensa)" puede arrastrarse mediante "arrastrar y soltar" al segmento 1 del bloque Main [OB1]. No olvide documentar los segmentos también en el bloque Main [OB1]. ( Program press (Programa prensa))

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Industry Sector, IA&DT 25. Los parámetros de la interfaz del bloque "Program press (Programa prensa)" deben conectarse con variables PLC globales. Para ello basta con introducir las primeras letras y seleccionar en la lista los operandos deseados. ( "PARADA DE EMERGENCIA") o marcando la tabla de variables estándar y arrastrando las variables desde de la vista detallada al bloque.

Nota El pulsador de PARADA DE EMERGENCIA es un contacto NC y, por tanto, debe negarse, es decir, si se acciona la PARADA DE EMERGENCIA, ya no habrá señal en la entrada E0.1. Al conectar los bloques con direcciones reales, deben tenerse en cuenta los sensores (NO, NC).

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26. Haciendo clic con el ratón en (

se guarda el proyecto.

)

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Programa en esquema de contactos (KOP):

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Industry Sector, IA&DT 27. Para cargar todo el programa en la CPU, marque primero la carpeta "controller_press (controlador prensa)" y haga clic en el símbolo ( Controller press (Controlador prensa) 

Download to device (Cargar en dispositivo). )

28. En el siguiente cuadro de diálogo, seleccione "PN/IE" como tipo de la interfaz PG/PC y, a continuación, la tarjeta de red previamente configurada como interfaz PG/PC. Después de "Actualizar" los dispositivos accesibles, la CPU debería tener la dirección 192.168.0.1 y poder seleccionarse como dispositivo de destino. A continuación, haga clic en " ( Tipo de interfaz PG/PC: PN/IE  Tipo de interfaz PG/PC: ……  Actualizar 

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". )

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Industry Sector, IA&DT 29. Durante el proceso de carga se muestra el estado en una ventana.

30. Se muestra en una ventana que la carga se ha realizado con éxito. Haga clic con el ratón en "Finish (Finalizar)". ( Finish (Finalizar))

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31. Inicie ahora la CPU haciendo clic en el símbolo

. (

)

32. Confirme la pregunta de si realmente quiere iniciar la CPU con "Yes (Aceptar)". ( Yes (Aceptar))

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33. Haciendo clic con el ratón en el símbolo Activar/desactivar observación, puede visualizar el estado de las variables de entrada y de salida en el bloque "Program press (Programa prensa)" durante la comprobación del programa. (

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Iniciación a la programación de SIMATIC S7-1200  

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