CPU Serie S7-300

En el proyecto se ha decidido utilizar 1 Uds. de la CPU de la serie S7-300, concretamente una CPU 314C- 2DP, con número de referencia Siemens 6ES7314-6CG03-0AB0. Esta CPU, es una CPU compacta con entradas y salidas digitales y analógicas integradas y un puerto PROFIBUS DP maestro/esclavo integrado. Esta CPU se puede utilizar para tareas con funciones especiales y para conectar periferia distribuida si es necesario, además de disponer de funciones tecnológicas. Para utilizar esta CPU se requiere una micro memory card.

CPU S7 314C-2DP

Elección de la CPU y justificación técnica para el proyecto

Para seguir la estructura “maestro-esclavo” se ha pensado en una CPU de la serie S7-300 controlando a dos CPUs de la serie S7-200, siendo el S7-300 el maestro de la red de autómatas y los dos S7-200 los esclavos del primero, los cuales sólo tienen que obedecer las órdenes de su maestro y suministrar los datos de estado de todos los dispositivos a su cargo cuando el maestro se lo ordene.

La comunicación entre PLC-PLC y PLC-PC va a ser PROFIBUS DP, por lo que se ha decidido adquirir un autómata de la serie 300, puesto que los autómatas de la serie S7-200 no pueden actuar como maestros de la red PROFIBUS DP. Sin embargo, los PLCs de la serie S7-300 pueden actuar tanto de maestros (incluso en dos niveles) como de esclavos en la red. Este comportamiento lo determina el propio fabricante, por lo que la red de control en bus PROFIBUS DP queda compuesta por un PLC de la serie S7-300 con función maestro de la red y dos PLCs de la serie S7-200 con función esclavo de la red. Con respecto a la comunicación PROFIBUS DP, hay dos formas de conseguir poder comunicar con este protocolo usando una CPU S7-300 para ello:

- Adquiriendo una CP (o módulo de comunicaciones) externo a la CPU y conectándolo como

módulo de ampliación, gestionando gran parte de la comunicación la CP y liberando a la CPU de parte de esta tarea para que pueda ejecutar otros cometidos.

- Adquiriendo una CPU que ya lleve integrado el puerto de comunicaciones PROFIBUS DP,

dependiendo la gestión de la comunicación de la propia CPU.

Un puerto de comunicaciones PROFIBUS DP integrado en el autómata sería suficiente, puesto que la red de autómatas no es extensa y las tareas a realizar no justificarían las ventajas que aporta un módulo CP específico.

Por otra parte, y comparando económicamente las dos propuestas, resulta más asequible la adquisición de una CPU con puerto de comunicaciones PROFIBUS DP integrado, que adquirir un procesador de comunicaciones CP específico.

En cuanto a E/S digitales se determina que son necesarias más de 8 entradas digitales y unas 16 salidas digitales, por lo tanto, hay que seleccionar una CPU que lleve a bordo como mínimo 16 entradas digitales y 16 salidas digitales para conseguir el mayor ahorro económico posible. Las CPUs compactas de la serie S7 300 suelen llevar este número de entradas y salidas digitales a bordo.

En cuanto a E/S analógicas, no es necesario que el S7-300 las tenga, puesto que, según la distribución automatizada para este proyecto, ésta CPU no debe gestionar ninguna.

También será necesario que la CPU lleve integrado un puerto de comunicaciones MPI, ya que habrá que utilizarlo para cargar o salvaguardar el programa a/de la CPU y realizar otras operaciones entre PC-PLC. En cuanto a memoria interna que debe integrar la CPU y velocidad de procesamiento no hay restricciones críticas, puesto que cualquiera de las CPUs de la serie S7-300 tiene estas cualidades sobredimensionadas a lo que es necesario en este proyecto.

Por lo tanto, las restricciones más importantes y en las que fundamentalmente hay que basar la decisión de compra son, el puerto de comunicaciones PROFIBUS DP integrado y el número de E/S digitales suficientes para el proyecto sin tener que ampliar con más módulos (a ser posible para no incrementar el coste económico total del equipo).

La decisión final ha sido la adquirir de una CPU S7 314C-2DP (ref. Siemens 6ES7314-6CG03-0AB0). Esta CPU, tiene, una relación calidad/prestaciones/precio bastante equilibrada, lo que hace que su adquisición sea más recomendable que otras CPU situadas por debajo o por encima de ésta. En cuanto a características técnicas, dispone de puerto de comunicaciones MPI y PROFIBUS DP, solventando el tema de las comunicaciones a través de protocolo PROFIBUS DP. En cuanto a E/S digitales, posee ya integradas 24 entradas digitales y 16 salidas digitales, siendo este número, en principio, suficiente para el desarrollo de todo el proyecto según la carga y distribución de automatización prevista en el mismo. Las CPUs situadas en la gama por encima de la seleccionada para este proyecto tienen un precio más elevado, puesto que también integran cualidades no utilizadas en este proyecto y que elevan su precio (por ejemplo, capacidad de comunicación Ethernet o PROFINET, elevada cantidad de E/S digitales a bordo, etc). Las CPU situadas en la gama por debajo de la seleccionada no poseen alguna de las características necesarias para este proyecto, por ejemplo, no disponen de puerto PROFIBUS DP o no tienen el número de E/S digitales necesarias a bordo. Cualquiera de estos problemas se solventaría adquiriendo módulos de ampliación especializados, pero, en ese momento, la justificación económica de su compra quedaría sin validez, porque aún saldría económicamente menos viable que adquirir la CPU finalmente seleccionada. De este modo se puede concluir que la CPU S7 314C-2DP seleccionada finalmente es la más adecuada y equilibrada en prestaciones para el desarrollo de este proyecto.

En la siguiente figura se puede observar el rendimiento comparado de las diferentes CPUs de la serie S7- 300:

La tabla completa de características técnicas de la CPU seleccionada para el proyecto (S7 314C-2DP) se expone a continuación:

En la siguiente imagen se representa la vista general de una CPU 314C-2DP:

Posee varios indicadores en su frontal:

• En el selector de modo de operación son posibles tres posiciones: - RUN: la CPU procesa el programa de usuario.

- STOP: la CPU no procesa ningún programa de usuario.

- MRES: borrado total: Posición no enclavable del selector para el borrado total de la CPU. • Dispone de ranura para el cartucho de memoria. El tipo de memoria es Micro Memory Card

(MMC). Es necesaria para el funcionamiento de la CPU, pues este modelo no dispone de memoria de carga integrada.

• Esta CPU posee dos interfaces de comunicación integrados, que son: - Inteface MPI (Multi Point Inteface).

• Posee 24 entradas digitales, 16 salidas digitales. 5 entradas analógicas y 2 salidas analógicas integradas.

La disposición de las entradas/salidas de esta CPU es:

Para información más ampliada de esta CPU se adjuntan como anexos los datasheets de Siemens con la totalidad de datos técnicos sobre el material.