PLC S7-300 PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA

1 Departament d Educaci Electricitat/Electr nica SCL Introducci n a la programaci n Realizado por: Josep Ca igueral i Barnes IES SEP LA GARROTXA Fecha: 12/01/2007 Versi n: P gina: 1/56 Fichero: S7_SCL PLC S7-300 PROGRAMACI N ESTRUCTURADA S7-SCL Departament d Educaci Electricitat/Electr nica SCL Introducci n a la programaci n Realizado por: Josep Ca igueral i Barnes IES SEP LA GARROTXA Fecha: 12/01/2007 Versi n: P gina: 2/56 Fichero: S7_SCL PR LOGO Esta documentaci n forma parte de una serie de manuales que un grupo de profesores de tres institutos de educaci n secundaria de Catalunya, como son: IES-SEP Comte de Rius de Tarragona IES Palau Ausit de Ripollet (Barcelona) IES-SEP La Garrotxa de Olot (Girona) han estado experimentando con diferentes materiales incluidos dentro de la tem tica de la automatizaci n, el control y las comunicaciones industriales.

2 Este equipo de profesores, formaron un grupo de trabajo, llamado EDCAI (Experimentaci n y Documentaci n en Control y Automatizaci n Industrial), reconocido tanto por el Departament d Educaci de la Generalitat de Catalunya como por la empresa Siemens, con unos objetivos tan sencillos como claros y que se basaban en la realizaci n de documentaci n realizada por profesores/as para profesores/as, y que adem s, pudiese servir como manual para los alumnos, esto quiere decir que se ha intentado realizar una documentaci n que sea f cil de seguir con unas explicaciones paso a paso de los diferentes procesos a realizar, para de esta manera poder alcanzar el objetivo propuesto en cada ejercicio. Este grupo de trabajo contin a trabajando en cada uno de los temas para poder ir actualizando d a a d a esta documentaci n, es por ello, que nos pod is enviar vuestras sugerencias a trav s de la informaci n que encontrareis en la web dedicada a este grupo de trabajo y que desde aqu os invitamos a participar.

3 Esperamos que el esfuerzo y dedicaci n que hemos realizado pueda ayudar a mejorar vuestra labor educativa. Los profesores del grupo de trabajo EDCAI Departament d Educaci Electricitat/Electr nica SCL Introducci n a la programaci n Realizado por: Josep Ca igueral i Barnes IES SEP LA GARROTXA Fecha: 12/01/2007 Versi n: P gina: 3/56 Fichero: S7_SCL NDICE 1. Introducci n. 2. Funciones matem ticas i de conversi n. 3. Manejo de datos en listas y matrices. 4. Manejo de datos complejos: UDTs. 5. Problemas complejos de tratamiento de datos. 6. Ejercicios propuestos. 7. Soluciones. Departament d Educaci Electricitat/Electr nica SCL Introducci n a la programaci n Realizado por: Josep Ca igueral i Barnes IES SEP LA GARROTXA Fecha: 12/01/2007 Versi n: P gina: 4/56 Fichero: S7_SCL Introducci n. La instrucci n IEC 1131-3 persigue la normalizaci n de los lenguajes de programaci n para aut matas programables, de forma que independientemente de la tecnolog a elegida, los programas escritos para un PLC concreto puedan trasladar-se a un PLC de otro fabricante con poco esfuerzo.

4 Uno de los lenguajes definidos en esta norma es el ST o structured text que es un lenguaje de alto nivel y que como tal tendr todas las prestaciones de stos: instrucciones matem ticas complejas, tipos de datos complejos, tipos de datos definidos por el usuario, manejo de tablas i matrices, de datos complejos y las estructuras de control cl sicas que poseen todos los lenguajes de alto nivel: IF THEN ELSE, REPEAT UNTIL, WHILE DO, FOR TO y CASE OF. SCL structured control language es el lenguaje de texto estructurado para PLCs de Siemens y est basado en el lenguaje de alto nivel PASCAL. Permite una f cil integraci n en el contexto de una soluci n global para un problema de automatizaci n ya que un bloque programado en SCL puede ser llamado desde un bloque escrito en KOP, en grafcet, en AWL o en FUP y a la inversa, un bloque escrito, por ejemplo en KOP puede ser llamado desde un bloque escrito en SCL.

5 Al mismo tiempo SCL trata todas las reas de memoria del PLC como variables globales, lo que permite, como en el resto de lenguajes, intercalar una direcci n absoluta de memoria (entrada, salida, marca, DB, periferia, etc.) en el rea de instrucciones del bloque como si se tratara de una variable del bloque. SCL est especialmente indicado para la resoluci n de los siguientes tipos de problemas: 1. Problemas matem ticos complejos como los siguientes ejemplos: Funci n de normalizado de variables anal gicas. C lculo de vol menes y pesos de dep sitos c nico-cil ndricos. C lculo de tiempos de activaci n o funcionamiento de dispositivos. 2. Problemas de tratamiento de datos, como los siguientes ejemplos: Filtrado de una variable anal gica Determinaci n de media y valores extremos en un grupo de valores Detecci n de errores repetidos por desviaciones fuera de tolerancia en distintos instrumentos.

6 3. Manejo de datos en matrices, como los siguientes ejemplos. Determinaci n de la posici n de carga y descarga de piezas en un almac n con robot cartesiano de dos ejes. Mantenimiento de un hist rico de eventos en un PLC. Impresi n de un hist rico de valores de producci n en un dosificador de colas. Gesti n de la presentaci n en pantalla de datos de mantenimiento y funcionamiento de v lvulas y motores. Gesti n de contadores de producto en m quina plegadora de s banas. 4. Aplicaciones de tratamiento de grandes cantidades de datos, como los siguientes ejemplos. Mantenimiento de datos de producci n de un grupo de m quinas de hilatura. Mantenimiento de datos de producci n de un grupo de m quinas de inyecci n. En el presente documento se pretende, a la par que ir explicando los detalles del trabajo con la herramienta de programaci n en SCL ( editor y compilador), dise ar funciones que resuelvan todos los problemas tipo planteados, forzando al alumno a leer programas dise ados por otros programadores cosa que necesariamente forma parte del aprendizaje de todo buen programador.

7 Al final de cada cap tulo se van a dar tambi n una colecci n de ejercicios propuestos. Departament d Educaci Electricitat/Electr nica SCL Introducci n a la programaci n Realizado por: Josep Ca igueral i Barnes IES SEP LA GARROTXA Fecha: 12/01/2007 Versi n: P gina: 5/56 Fichero: S7_SCL Para terminar con la introducci n quisiera hacer unas recomendaciones acerca de la ubicaci n de estos contenidos en el ciclo superior de Sistemas de Regulaci n y Control, de los conocimientos previos que debe tener los alumnos para sacar el m ximo aprovechamiento de estos contenidos, de las herramientas necesarias para trabajar en SCL y del uso m s racional a mi modo de entender de SCL en una aplicaci n general de automatizaci n. Respecto al primer punto, mi opini n es que hay que ense ar dise o, antes que codificaci n por lo que habr a que seguir el camino cl sico consistente, en ense ar las estructuras b sicas de control, las estructuras de datos y la programaci n en pseudo c digo de los algoritmos tipo, antes que entrar en la codificaci n a cualquier tipo de lenguaje.

8 De otro lado es necesario tener un buen nivel de aut matas, antes de programar en SCL. Desde mi punto de vista, estos dos factores hacen que la ubicaci n m s deseable para estos contenidos, sea la de los m dulos de Desarrollo de sistemas secuenciales o de Desarrollo de sistemas de medida y regulaci n o de Inform tica industrial pero siempre que se impartan despu s de haber dado conocimientos generales sobre PLCs, que ya est as recomendado en los documentos sobre la planificaci n del ciclo formativo. Sobre las herramientas necesarias para trabajar con SCL mencionar que con disponer del STEP-7 y de las herramientas SCL y PLCSIM es suficiente puesto que PLCSIM nos permite depurar todas las funciones que desarrollemos con SCL. Sobre el ltimo punto y despu s de escuchar alguna recomendaci n de t cnicos que trabajan en este campo mi opini n es la siguiente.

9 Ocurre sobretodo en alumnos que provienen de formaci n inform tica, que tienen dificultad relativa en trabajar con diagrama de contactos KOP, que al conocer SCL quieren resolverlo todo en SCL cosa realmente inadecuada por la raz n que la mayor a de personas (t cnicos de mantenimiento, de puesta en marcha, etc.) que tienen que leer programas de PLC, cambiarlos, depurarlos, etc. Entienden perfectamente KOP pero pocos de ellos son capaces de entender y menos depurar y testear programas en SCL. Por ello mi recomendaci n es que se destine SCL a resolver problemas concretos, muy bien definidos y que est muy bien documentado como tienen que funcionar y que se siga utilizando KOP o FUP para enlazar todas las funciones y para programar la parte b sica de la aplicaci n. Antes de abordar la programaci n en SCL a partir del planteamiento de problemas concretos comunes en diversas aplicaciones, quisiera abordar la resoluci n de un sencillo problema para visualizar la importancia de trabajar o no con par metros, en las funciones que vayamos a programar.

10 Ruego al lector que se abstenga de valorar si el ejemplo es id neo para ser programado en SCL puesto que ste no es el objetivo de este apartado. Departament d Educaci Electricitat/Electr nica SCL Introducci n a la programaci n Realizado por: Josep Ca igueral i Barnes IES SEP LA GARROTXA Fecha: 12/01/2007 Versi n: P gina: 6/56 Fichero: S7_SCL Supongamos que queremos consultar el estado de la entrada para activar o desactivar la salida En KOP o diagrama de contactos es tan simple como esto: Aceptando que el lector posee conocimientos b sicos de programaci n en lenguaje de alto nivel, es f cil ver que la soluci n al problema, escrita en lenguaje algor tmico es: si ( = 1) entonces := 1; sino := 0.