tratamiento analogo pasrt2

SITRAIN Formación enAutomatización y Accionamientos

S7 NIVEL 2Procesamiento de Valores Analógicos10-1

Contenido Página

Uso de módulos Analógicos ............................................................................................................... 2Módulo de Medida de Rango .............................................................................................................. 3Módulo Analógico SM335 (Entradas) ................................................................................................ 4Módulo de Entrada Analógica SM331 ................................................................................................ 5Módulo Analógico SM335 (Salidas) .................................................................................................... 6Representación de Valores Analógicos y Resolución del Valor Medido .......................................... 7Representación de Valores Analógicos de diferentes Rangos de Medida ........................................ 8Representación de Valores Analógicos para las salidas Analógicas .................................................. 9Direcciones del Módulo Analógico con el S7-300 ............................................................................. 10Escalado de los valores de entrada Analógicos ................................................................................. 11Desescalado de un Número Real para una Salida Analógica ......................................................... 12Ejercicio: Asignación de Parámetros al Módulo Analógico SM335 .................................................... 13Ejercicio: Asignación de Parámetros al Módulo Analógico SM331 ..................................................... 14Ejercicio: Diagnóstico Hardware con Alarma de Diagnóstico ......................................................... 15Ejercicio: Grabación y Visualización del Peso de los Objetos Transportados .................................... 16

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.1

SIMATIC S7Siemens SA 2002. Todos los derechos reservados.


Procesamiento de Valores Analógicos

Transmisorde nivel

Nivel Alto

Nivel Bajo



Principio En un proceso productivo, existen una variedad de magnitudes físicas (presión, temperatura, velocidad, velocidad de giro, valor de pH, viscosidad, etc.) que necesitan ser procesadas en el PLC para tareas de automatización.

Sensor Los sensores de medida responden a los cambios de la magnitud a medir por expansión lineal, torsión angular, alteración de la conductivdad eléctrica, etc.

Transductor Los transductores de medida convierten estos cambios mencionados más arriba en señales analógicas estándar, tales como: ± 500mV, ± 10V, ± 20mA, 4...20mA.Estas señales son suministradas al módulo de entradas analógicas.

ADC Antes de que estos valores analógicos puedan ser procesados por la CPU, deben ser convertidos a una señal digital. Esto es llevado a cabo por el ADC (conversor analógico-digital) en el módulo de entradas analógicas.La conversión analógico-digital se lleva a cabo secuencialmente, es decir, las señales para cada canal analógico se convierten por turnos.

Memoria de El resultado de la conversión se almacena en la memoria de resultado y resultado permanece allí hasta que es sobreescrita por un nuevo valor.

El valor analógico convertido puede leerse con la instrucción de Carga “L PEW...”.

Salida Analógica La instrucción de Transferencia “T PAW...” se usa para escribir los valores analógicos calculados por el programa de usuario en un módulo de salidas analógicas, donde un DAC (Conversor digital-analógico) los convierte en señales analógicas estándar.

Actuadores Las señales de entrada analógicas estándar, pueden conectarse directamente aanalógicos los módulos de salidas analógicas.

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.2



Uso de los Módulos AnalógicosProceso

MagnitudFísica

Señalanalógicaestándar

Sensor Transductor

• Presión• Temperatura• Caudal• Velocidad• Valor de pH• Viscosidad• etc.

± 500mV± 1V± 5V± 10V± 20mA4...20mAetc.

DAC

PAW ...PAW ...:::PAW ...

Módulo de Salidas Analógicas

MóduloMR ADC

Memoriade resultado

PEW ...PEW ...:::PEW ...

Módulo de Entradas Analógicas CPU

::::::L PEW 352

T PAW 368:

ActuadorAnalógico

Magnitudfísica

......................................



Tipo de Medida El tipo de medida y el rango de medida se ajustan mediante las claves codificadas de ajuste, del módulo de rango de medida. Los módulos especiales sin claves codificadas poseen terminales diferentes para la medida de tensión y corriente. Por lo tanto, el tipo de medida puede ajustarse cableando al terminal apropiado.

Módulo de Rango Los módulos de rango de medida con sus claves codificadas se sitúan en lade Medida cara izquierda del módulo. Se deben ajustar correctamente antes de instalar el

módulo. Los ajustes posibles son “A”, “B”, “C” y “D”. Los ajustes para los distintos tipos y rangos de medida están impresos en el módulo.

Grupos de Canales En algunos módulos, se agrupan distintos canales para formar un grupo de canales. En este caso, el ajuste de claves codificadas se aplica a todo el grupo de canales.

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.3



Módulo de Rango de Medida



Alarma Cuando la alarma de diagnóstico está activada y tiene lugar un fallo hardware, De diagnóstico tal como un fallo en la fuente de alimentación, se dispara una alarma de

diagnóstico (OB 81). Además, debemos especificar en el campo "Diagnóstico" qué entradas se van a supervisar. La rotura del cable sólo es determinable en los módulos de entradas de 4 a 20 mA.

Tiempo de ciclo El tiempo de ciclo de scan es el tiempo que tarda el módulo en procesar de scan (“convertir”) una vez todas las entradas analógicas activadas.

El ajuste del tiempo de ciclo de scan para la conversión A/D puede estar entre los 0.5ms y los 16ms.Cuando ha procesado todas las entradas analógicas, el módulo puede procesar una alarma de proceso (= Fin de la alarma de ciclo) (sólo si se ha seleccionado un tiempo de ciclo de scan para la conversión mayor de 1ms).

Nota Las entradas no usadas deben cortocircuitarse en el módulo hardware y deben ser "Desactivadas" en el software. ¡Las entradas analógicas desactivadas reducen el tiempo de ciclo de scan!

Módulo de Rango Cuando se ha seleccionado el tipo y el rango de medida, se visualizade Medida el ajuste de la clave codificada necesario en el módulo de rango de medida.

Ejemplo: Para los rangos de medida seleccionados en la diapositiva de arriba, el módulo de rango de medida debe ser insertado en la posición “C”.

Resolución Las entradas analógicas de la SM 335 tienen una resolución de 13 bits + signo, las salidas analógicas 11 bits + signo.

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.4



Módulo Analógico SM335 (Entradas)



Parámetros Podemos establecer dos grupos de parámetros para los módulos de entradas analógicas con la herramienta “HW Config”:

Módulo como un todo • Alarma de Diagnóstico:Si hemos activado la casilla “Diagnóstico Colectivo” y tiene lugar un evento diagnosticable, se introduce la información relevante en el área de datos de diagnóstico del módulo y se dispara una alarma de diagnóstico (OB82).El módulo analógico puede detectar los siguientes eventos diagnosticables:- Errores en la configuración o asignación de parámetros- Rotura del cable (Si la casilla ”Con comprobación de rotura de hilo" está

activada)- Valor por encima del rango de medida- Valor por debajo del rango de medida- No hay tensión de carga L+

• Alarma de proceso cuando se excede el Valor LímiteSi el valor de entrada excede el rango ajustado para las casillas ”Límite Superior” y ”Límite Inferior", el módulo dispara una alarma de proceso.Nota: ¡Sólo el primer canal de un grupo puede observar el valor de entrada para el rebase de los valores límite seleccionados!

Entradas Individuales • Tipo de Medida: Cuando hacemos click en esta casilla, se visualizan los distintos tipos de medida posibles (tensión, corriente....). Para los canales o grupos de canales que no usemos, debemos seleccionar la opción “desactivado“. Debemos conectar estos canales a la tierra del bastidor del módulo.

• Rango de Medida: Cuando hacemos click en esta casilla, se visualizan los distintos rangos de medida posibles para el tipo de medida seleccionado.

• Posición del Adaptador de Margen: Cuando seleccionamos el tipo y el rango de medida, se hace necesario un ajuste específico del módulo de rango de medida. Este ajuste se visualiza aquí.

• El tiempo de integración y la supresión de frecuencias perturbadoras son interdependientes (ver página siguiente).

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.5



Módulo de Entradas Analógicas SM331



Nota Los canales de salida no usados deben permanecer en circuito abierto en el módulo hardware (no deben ser cortocircuitados como las entradas analógicas) y deben ser “desactivadas” en el software.

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.6



Módulo Analógico SM335 (Salidas)



Representación Los valores analógicos se representan en complemento a 2. El valor es positivo si el bit Nº 15=0 y negativo si el bit Nº 15=1.

Realización Si la resolución del módulo analógico es inferior a 15 bits, el valor analógico se escribe en el acumulador justificado a la izquierda. Las posiciones de bit menos significativas se rellenan con ceros.

Periodo de La resolución queda especificada indirectamente seleccionando el periodo deintegración integración con la herramienta “HW Config”.

La siguiente tabla para la SM331 ilustra la relación entre el periodo de integración, la resolución y la supresión de la frecuencia perturbadora:Periodo de integr. Resolución Supresión de la frecuencia perturbadora

(ms) (in bits) (Hz)2.5 9 + bit de signo 40016.6 12 + bit de signo 6020 12 + bit de signo 50100 14 + bit de signo 10

Precisión Las resoluciones están comprendidas entre 8 y 15 bits, dependiendo del tipo de módulo.

Tiempo de El tiempo de conversión depende del procedimiento de conversión usado en el Conversión módulo (procedimiento de integración, aproximaciones sucesivas).

Los tiempos de conversión para los diferentes módulos vienen dados en el manual del S7-300. Ejemplo: La SM344 tiene un tiempos de conversión de sólo 5 ms para los 4 canales de entrada.

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.7



Representación de Valores Analógicos y Resolución d el Valor Medido

20212223242526272829210211212213214VZHex.Valor del Bit Dec.

0123456789101112131415Nº de Bit Unidades

Reso-lución en bits+ signo

1 11 ******** * * * * * * *15

* = 0 ó 1

80 00000001128 ********8

40

20

10

8

4

000000

00000

0000

000

00

02

164

132

116

18

14

12

******** *

******** * *

******** * * *

******** * * * *

******** * * * * *

******** * * * * * *

9

10

11

12

13

14



Tensión, Corriente Codificación de rangos de tensión o corriente simétricas(Simétrica) • ± 80mV • ± 2.5 V • ± 3.2 mA

• ± 250 mV • ± 5V • ± 10 mA• ± 500 mV • ± 10V • ± 20 mA• ± 1 Vda como resultado un rango de medida de -27648 a +27648.

Tensión, Corriente Codificación de rangos de tensión o corriente asimétricas(Asimétrica) • 0 a 2 V • 0 a 20 mA

• 1 a 5 V • 4 a 20 mAda como resultado un rango de medida de 0 to +27648.

Resistancia Codificación de los rangos de resistencia• 0 a 150 Ohmios• 0 a 300 Ohmios• 0 a 600 Ohmiosda como resultado un rango de medida de 0 a +27648.

Temperatura Las temperaturas se miden con sondas de temperatura resistivas o con termopares. La codificación da como resultado un rango de medida de diez veces el rango de temperatura:Sensor: Rango de temperatura: Rango de Tª tras la codificación:• Pt 100 -200 a + 850 ºC -2000 a + 8500• Ni 100 -60 a + 250 ºC -600 a + 2500• Termopar tipo K -270 a + 1372 ºC -2700 a + 13720• Termopar tipo N -270 a + 1300 ºC -2700 a + 13000• Termopar tipo J -210 a + 1200 ºC -2100 a + 12000• Termopar tipo E -270 a + 1000 ºC -2700 a + 10000.

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.8



Desbordam.superior

Representación de Valores Analógicos de Diferentes Rangos de Medida

Rango

Sobrerrango

Rango demedida

Infrarrango

Desbordam.inferior

Rango med.± 10V

Tensiónej.:

>= 11.759

11.7589:

10.0004

10.007.50:

-7.5-10.00

- 10.0004:

- 11.759

<= - 11.76

Unidades

32767

32511:

27649

2764820736:

-20736-27648

- 27649:

- 32512

- 32768

Rango med.4 .. 20mA

Corrienteej.:

>= 22.815

22.810:

20.0005

20.00016.000::

4.000

3.9995:

1.1852

<= 1.1845

32767

32511:

27649

2764820736::

0

- 1:

- 4864

- 32768

Rango med.-200...+850ºC

Temperaturaej.: Pt100

32767

10000:

8501

8500:::

-2000

- 2001:

- 2430

- 32768

>= 1000.1

1000.0:

850.1

850.0:::

-200.0

- 200.1:

- 243.0

<= - 243.1

Rango med.0...300Ohm

Resistenciaej.:

>=352.778

352.767:

300.011

300.000225.000::

0.000

No son posiblesvaloresnegativos

32767

32511:

27649

2764820736::

0

- 32768

- 1:

- 4864

UnidadesUnidades Unidades



Tensión, Corriente Para rangos de tensión o corriente simétricos un rango de medida deSimétrica -27648 a +27648 se convierte en:

• ± 10V• ± 20mA

Tensión, Corriente Para rangos de tensión o corriente asimétricos un rango de medida deAsimétrica 0 a +27648 se convierte en:

• 0 a 10V• 1 a 5V• 0 a 20mA• 4 a 20mA.

Desbordamiento Si el valor a convertir alcanza el rango de desbordamiento, el módulo de salidas analógicas se desactiva (0V, 0mA).

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.9



Representación de Valores Analógicos para las Salid as Analógicas

Rango

Desbordam.superior

Sobrerrango

Rango demedida

Infrarrango

Desbordam.Inferior

Unidades

>=32767

32511:

27649

27648:

0:

- 6912

- 6913:::

- 27648

- 27649:

- 32512

<=- 32513

Rangos de salida:

Tensión

0

11.7589:

10.0004

10.0000:0

0 a 10V 1 a 5V

0

5.8794:

5.0002

5.0000:

1.0000

0

11.7589:

10.0004

10.0000:0:::::::

-10.0000

- 10.0004:

- 11.7589

0

± 10V

0 0.9999

0

0

Rangos de salida:

Corriente

0

23.515:

20.0007

20.000:0

0 a 20mA 4 a 20mA

0

22.81:

20.005

20.000:

4.000

0

23.515:

20.0007

20.000:0:::::::

-20.000

- 20.007:

- 23.515

0

± 20mA

0 3.9995

0

0



Área de direcciones El S7-300 tiene una área especial de direccionamiento para las entradas y salidas analógicas, que está separada de las tablas de imagen de proceso de entrada y salida de los módulos digitales (PAE/PAA).Este área de direcciones se extiende desde el byte 256 al 767. Cada canal analógico ocupa 2 bytes. Cada módulo analógico ocupa 16 bytes.

Acceso El acceso a los módulos analógicos se hace mediante instrucciones de Carga y Transferencia.Ejemplo: La instrucción “L PEW256” lee el primer canal del primer módulo en el bastidor 0.

S7-400 En el S7-400, el área de direcciones para los módulos analógicos comienza en el byte 512.

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.10



Direcciones del Módulo Analógico con el S7-300

IM 256a

271

336a

351

352a

367

368a

382

304a

319

320a

335

272a

287

288a

303(Emisor)

Slot 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

384a

399

400a

415

432a

447

448a

463

464a

479

480a

495

496a

511

416a

431

Bastidor 1

B0

FuenteAlim.

IM

FuenteAlim. CPU

512a

527

528a

543

544a

559

560a

575

576a

591

592a

607

608a

623

624a

639

Bastidor 2 IMFuenteAlim.

Bastidor 3 640a655

656a671

672a686

688a

703

704a

719

720a

735

736a

751

752a

767

IM(Receptor)

FuenteAlim.

(Receptor)

(Receptor)



Ejemplo El nivel de un tanque se va a medir en litros. La transformación de la medida se eligió de forma que 500 litros tuvieran un valor analógico de 8 V.

Escalado El módulo analógico codifica el valor analógico de 8 V como el valor entero 27648. Ahora este valor tiene que ser convertido a la magnitud física “litros”. A este proceso se le conoce como “escalado” del valor analógico.

Programa El bloque estándar FC 105 se usa para el escalado de valores analógicos. El FC 105 se suministra con el software STEP 7 en la librería "Standard Library" en el programa S7 “TI-S7 Converting Blocks".

IN El valor analógico en la entrada IN puede ser leído directamente del módulo o desde una interfase de datos en formato ENTERO.

LO_LIM, HI_LIM Las entradas LO_LIM (límite inferior) y HI_LIM (límite superior) se usan para especificar los límites de conversión de la magnitud física. En el ejemplo, la lectura está escalada en el rango de 0 a 500 litros.

OUT El valor escalado (magnitud física) se almacena como número real en la salida OUT.

BIPOLAR La entrada BIPOLAR determina si se deben convertir también los valores negativos también. En el ejemplo de arriba, la marca M0.0 tiene una señal "0" e indica, por tanto, que el valor de entrada es unipolar.

RET_VAL La salida RET_VAL tiene como valor 0 si la ejecución ha transcurrido sin errores.

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.11



Escalado de Valores de Entrada Analógicos

500,0

0,00 27648



Ejemplo El programa de usuario calcula un valor analógico en el rango de 0 al 100.0%. Este valora se va a sacar a través de un módulo de salidas analógicas.

Desescalado El bloque estándar FC106 se usa para el desescalado (conversión de un número real de 0 al 100.0% a un entero de 16 bits entre 0 y 27648).

OUT El valor analógico desescalado en la salida OUT puede transferirse como un entero de 16 bits a una interfase de datos o directamente al módulo.

Programa El FC 106 se suministra con el software STEP 7 en la librería "Standard Library" en el programa S7 "TI-S7 Converting Blocks".

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.12



Desescalado de un Número Real para una Salida Analó gica

27648

0 0,0 100,0



Nota Dependiendo del módulo analógico de que disponga su equipo entrenador, usted deberá hacer este ejercicio o el de la página siguiente.

Tarea Asignar parámetros al módulo analógico usando los parámetros mostrados en la diapositiva de arriba.

Realización • Abra su equipo HW "Mi_Equipo" con la herramienta HW Config.Administrador SIMATIC -> Doble click en el objeto Hardware

• Arranque el cuadro de asignación de parámetros para el módulo.HW Config -> Doble click en el Módulo Analógico

• Asigne los parámetros al módulo especificando el Tipo de Medida y el Rango de Medida para las Entradas como está indicado en la diapositiva de arriba y activando la Alarma de Diagnóstico. Cómo no se requiere el valor analógico de la salida en este ejercicio, todas las Salidas deben ser desactivadas.

• Guarde y compile la modificación de la configuración hardware.HW Config -> Equipo -> Guardar y Compilar

• Cargue los datos de sistema modificados en la CPU.HW Config -> Sistema de Destino -> Cargar en módulo

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.13



Ejercicio: Asignación de Parámetros al Módulo Analóg ico SM335



Nota Dependiendo del módulo analógico de que disponga su equipo entrenador, usted deberá hacer este ejercicio o el de la página siguiente.

Tarea Asignar parámetros al módulo analógico usando los parámetros mostrados en la diapositiva de arriba.

Realización • Abra su equipo HW "Mi_Equipo" con la herramienta HW Config.Administrador SIMATIC -> Doble click en el objeto Hardware

• Arranque el cuadro de asignación de parámetros para el módulo.HW Config -> Doble click en el Módulo Analógico

• Asigne los parámetros al módulo especificando el Tipo de Medida y el Rango de Medida para las Entradas como está indicado en la diapositiva de arriba y activando la Alarma de Diagnóstico. Cómo no se requiere el valor analógico de la salida en este ejercicio, todas las Salidas deben ser desactivadas.

• Guarde y compile la modificación de la configuración hardware.HW Config -> Equipo -> Guardar y Compilar

• Cargue los datos de sistema modificados en la CPU.HW Config -> Sistema de Destino -> Cargar en módulo

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.14



Ejercicio: Asignación de Parámetros al Módulo Analóg ico SM331



Tarea Ahora que hemos parametrizado nuestro módulo analógico y hemos activado la alarma de diagnóstico en el ejercicio anterior, debemos iniciar la alarma de diagnóstico mediante el ajuste deliberado de una tensión demasiado grande en el simulador.Después de que la CPU haya pasado al estado STOP a causa de la alarma de diagnóstico, deberemos “diagnosticar" el "error" que tuvo lugar con la función de test Diagnosticar Hardware (ver diapositiva).

Realización • Fije un valor de tensión muy grande en el simulador.• Active la función de test Información del Módulo.

Administrador SIMATIC -> Sistema de Destino -> Diagnosticar Hardware• Haga doble click en la CPU, para poder visualizar el evento entrante en el

buffer de diagnóstico.• Haga doble click en el módulo analógico, para poder ver los datos de

diagnóstico.

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.15



Ejercicio: Diagnóstico Hardware con la Alarma de Dia gnóstico

2x



Función de visualiz. El número de objetos transportados se visualiza en el display digital BCD.hasta ahora La función de contaje y visualización del número de objetos actual está

programada en el FC 18.

Tarea Los objetos transportados en modo AUTO se van a pesar al final de la cadena (barrera óptica). El peso actual de 0 ... 500kg puede ajustarse mediante el potenciómetro del simulador (0 ... 8V).Cuando el interruptor del simulador E 0.6 se active, el peso actual 0 .. 500kg se visualizará en el display digital BCD; cuando el interruptor se desactive, se visualizará el número actual de objetos transportados.Si el peso actual de los objetos transportados es inferior a 100 kg o mayor de 400 kg, se considera una pieza defectuosa y por tanto no debe contabilizarse.

Realización • Asignar parámetros a la CPU de tal modo que el bloque de organizaciónOB 35 (Alarma cíclica) se ejecute cada 250ms.HW Config -> Doble click en CPU -> Alarma cíclica

• Programar el control y la visualización del peso actual (comprobación del límite usando funciones de comparación) en el:- Para escalar el resultado analógico medido en el OB 35, llamar al

bloque FC 105, el cual copiamos en nuestro proyecto desde la Standard Library al comienzo del curso.

- Programar la marca M 35.0 como resultado de la comprobación del peso. Asignar el estado ´1´ de la marca cuando el peso del objeto se encuentre en el rango deseado y el estado ´0´ cuando sea un objeto defectuoso.

- Transferir el resultado escalado de la medida al display digital BCD sólo cuando el interruptor del simulador E0.6 esté activado.

• Procesar la marca M 35.0 en el FC 18 de tal modo que los objetosdefectuosos no sean contados. Hacer dependiente la visualización del número de objetos en el display digital BCD del interruptor del simulador E 0.6.

Date: 21.11.2005File: S7N2_10.16



Ejercicio: Grabación y Visualización del Peso de lo s Objetos Transportados

AI2AI1

Peso: 0 ... 500kg

-15V...+15VAI1 AI2 AO1

AO2

V

0 10 PEW 352(PEW 304)

Módulo AISimulador

CPU

AW 12(AW 6)

Módulo DODisplay BCD

1 2 30

0 ... 10V 0 ... 27648

0 ... 500 kg

tratamiento analogo pasrt2

Documents

Transcript of tratamiento analogo pasrt2