SIMATIC S7-300 SM331; AI 8x12 Bit Getting Started 3ª parte: Termopares
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Prólogo
1
Requisitos
2
Tarea
3
Montaje mecánico de la
instalación de ejemplo
4
Conexión eléctrica de la
instalación de ejemplo
5
Configuración con el
SIMATIC Manager
6
Probar el programa de
usuario
7
Alarma de diagnóstico
8
Alarma de proceso
9
Anexo
A
SIMATIC
S7-300
SM331; AI 8x12 Bit Getting Started
3ª parte: Termopares
advertencia; las informaciones para evitar únicamente daños materiales no llevan dicho triángulo. De acuerdo al grado de peligro las consignas se representan, de mayor a menor peligro, como sigue.
PELIGRO
Significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadasse producirála muerte, o bien lesiones corporales graves.
ADVERTENCIA
Significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadaspuede producirsela muerte o bien lesiones corporales graves.
PRECAUCIÓN
con triángulo de advertencia significa que si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, pueden producirse lesiones corporales.
PRECAUCIÓN
sin triángulo de advertencia significa que si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, pueden producirse daños materiales.
ATENCIÓN
significa que puede producirse un resultado o estado no deseado si no se respeta la consigna de seguridad correspondiente.
Si se dan varios niveles de peligro se usa siempre la consigna de seguridad más estricta en cada caso. Si en una consigna de seguridad con triángulo de advertencia se alarma de posibles daños personales, la misma consigna puede contener también una advertencia sobre posibles daños materiales.
Personal cualificado
El equipo/sistema correspondiente sólo deberá instalarse y operarse respetando lo especificado en este documento. Sólo está autorizado a intervenir en este equipo elpersonal cualificado. En el sentido del manual se trata de personas que disponen de los conocimientos técnicos necesarios para poner en funcionamiento, conectar a tierra y marcar los aparatos, sistemas y circuitos de acuerdo con las normas estándar de seguridad.
Uso conforme
Considere lo siguiente: ADVERTENCIA
El equipo o los componentes del sistema sólo se podrán utilizar para los casos de aplicación previstos en el catálogo y en la descripción técnica, y sólo associado a los equipos y componentes de Siemens y de terceros que han sido recomendados y homologados por Siemens. El funcionamiento correcto y seguro del producto presupone un transporte, un almacenamiento, una instalación y un montaje conforme a las prácticas de la buena ingeniería, así como un manejo y un mantenimiento rigurosos.
Marcas registradas
Todos los nombres marcados con ® son marcas registradas de Siemens AG. Los restantes nombres y
designaciones contenidos en el presente documento pueden ser marcas registradas cuya utilización por terceros para sus propios fines puede violar los derechos de sus titulares.
Exención de responsabilidad
Hemos comprobado la concordancia del contenido de esta publicación con el hardware y el software descritos. Sin embargo, como es imposible excluir desviaciones, no podemos hacernos responsable de la plena
concordancia. El contenido de esta publicación se revisa periódicamente; si es necesario, las posibles correcciones se incluirán en la siguiente edición.
Siemens AG
Índice
1 Prólogo ... 5 1.1 Generalidades...5 2 Requisitos... 7 2.1 Fundamentos ...7 3 Tarea ... 11 3.1 Aplicación de ejemplo ...114 Montaje mecánico de la instalación de ejemplo... 13
4.1 Montaje de la instalación del ejemplo...13
4.2 Montaje del módulo analógico ...15
4.2.1 Generalidades...15
4.2.2 Componentes del SM331 ...15
4.2.3 Características del módulo analógico...16
4.2.4 Adaptadores del rango de medida...17
4.2.5 Montaje del módulo SM331 ...19
5 Conexión eléctrica de la instalación de ejemplo ... 21
5.1 Generalidades...21
5.2 Cableado de la fuente de alimentación y la CPU ...22
5.3 Variantes de conexión del módulo analógico ...24
5.3.1 Generalidades...24
5.3.2 Cables apantallados para señales analógicas ...24
5.3.3 Esquema de conexiones de los termopares con unión fría interna...25
5.3.4 Diagrama de conexión del módulo analógico con unión fría interna...26
5.3.5 Cableado del módulo analógico con unión fría interna ...27
5.3.6 Esquema de conexiones de termopares con unión fría externa ...28
5.3.7 Diagrama de conexión del módulo analógico con unión fría externa...29
5.3.8 Cableado del módulo analógico con unión fría externa ...30
5.3.9 Cableado de la unión fría externa...31
5.3.10 Comprobar el cableado...33
6 Configuración con el SIMATIC Manager... 35
6.1 Crear un proyecto STEP 7...35
6.1.1 Crear un proyecto ...35
6.1.2 Selección de CPU...37
6.1.3 Definir el programa de usuario básico ...38
6.1.4 Asignar el nombre del proyecto ...39
6.3 Programa de usuario de STEP 7 ... 51
6.3.1 Tareas del programa de usuario... 51
6.3.2 Crear el programa de usuario ... 52
7 Probar el programa de usuario ... 59
7.1 Descargar los datos de sistema y el programa de usuario... 59
7.2 Representación de los valores de los sensores ... 61
7.3 Representación de los valores analógicos de los termopares ... 65
8 Alarma de diagnóstico ... 69
8.1 Leer información de diagnóstico desde la PG ... 69
8.2 Aviso general de diagnóstico ... 71
8.3 Avisos de diagnóstico específicos del canal... 72
9 Alarma de proceso... 75
9.1 Alarma de proceso ... 75
A Anexo ... 79
A.1 Código fuente del programa de usuario... 79
Prólogo
1
1.1
Generalidades
Finalidad del Getting Started
El Getting Started ofrece una visión general sobre la puesta en marcha del módulo analógico SM331 (6ES7331-7KF02-0AB0). Le ayudará en la instalación y parametrización del hardware de un termopar y en la configuración del módulo analógico con el SIMATIC S7 Manager.
El grupo destinatario del Getting Started son personas con poca experiencia en los campos de la configuración, puesta en marcha y servicio técnico de sistemas de automatización.
Lo que aprenderá
En un ejemplo se le explica detenidamente el procedimiento de montaje del módulo hasta el almacenamiento de un valor analógico en el programa de usuario STEP 7. Se le guiará por los siguientes apartados:
● Análisis de la tarea planteada
● Montaje mecánico de la instalación de ejemplo ● Conexión eléctrica de la instalación de ejemplo ● Configuración con el SIMATIC Manager
● Creación de un programa de usuario con STEP 7 almacenando el valor analógico leído en un bloque de datos
Requisitos
2
2.1
Fundamentos
Nociones básicas
Para comprender esta descripción no se requieren conocimientos especiales de
automatización. Puesto que la configuración del módulo analógico se basa en el software STEP 7, es conveniente tener conocimientos sobre el uso de STEP 7.
Encontrará más información sobre STEP 7 en los manuales electrónicos que se suministran con STEP 7.
Asimismo, se requieren conocimientos sobre el uso de ordenadores o medios de trabajo similares (p. ej. unidades de programación) con los sistemas operativos Windows 95/98/2000/NT o XP.
Hardware y software necesarios
El volumen de suministro del módulo analógico comprende dos partes: ● Módulo SM331
● Conector frontal para conectar cómodamente la alimentación y los cables de datos Componentes del módulo analógico
Cantidad Artículo Referencia
1 SM 331, AISLAM. GALVÁNICO 8 AE, ALARMA
DIAGNÓSTICO 6ES7331-7KF02-0AB0
1 CONECTOR FRONTAL CON BORNES DE RESORTE 20 POLOS
Alternativa:
CONECTOR FRONTAL CON BORNES DE TORNILLO 20 POLOS
6ES7392-1BJ00-0AA0 66ES7392-1AJ00-0AA0
1 ESTRIBO DE CONTACTO DE PANTALLA SIMATIC S7 6ES7390-5AA00-0AA0 2 SIMATIC S7, ABRAZADERA DE CONEXIÓN DE PANTALLAS 6ES7390-5CA00-0AA0
Para el ejemplo se requieren además los siguientes componentes generales SIMATIC: Material SIMATIC de la instalación del ejemplo
Cantidad Artículo Referencia
1 ALIM. CORR. CARGA PS 307 AC 120/230V, DC 24V, 5A
(incl. puente de alimentación) 6ES7307-1EA00-0AA0
1 CPU 315-2DP 6ES7315-2AG10-0AB0
1 MICRO MEMORY CARD, NFLASH, 128KB 6ES7953-8LG00-0AA0
1 SIMATIC S7-300, PERFIL SOPORTE L=530MM 6ES7390-1AF30-0AA0 1 Unidad de programación (PG) con interfaz y cable MPI
PC con tarjeta interfaz correspondiente
Depende del equipamiento
Software STEP 7 instalado:
Cantidad Artículo Referencia
1 Versión de software STEP 7 instalada en la unidad de
programación >= 5.2 6ES7810-4CC06-0YX0
Para la adquisición de las señales analógicas se pueden utilizar los siguientes termopares:
Cantidad Artículo Referencia
2 Termopar tipo J Depende del fabricante
2 Termopar tipo K Depende del fabricante
1 Caja de compensación Siemens (tipo J – DC 24V) M72166-B4200
Nota
El "Getting Started" sólo describe el manejo de termopares. Si desea utilizar otros transductores de medida, el SM 331 deberá cablearse y parametrizarse de otro modo. Para el transductor de medida de intensidad 4-20mA, el transductor de medida de tensión y la termorresistencia PT100 estándar que deben conectarse a un SM331, se ha elaborado un Getting Started propio.
2.1 Fundamentos También se requieren las herramientas y los materiales siguientes:
Herramientas y materiales generales
Cantidad Artículo Referencia
diversos Tornillos M6 y tuercas (longitud en función del lugar de
montaje) de venta habitual en el mercado
1 Destornillador con hoja de 3,5 mm de ancho de venta habitual en el mercado
1 Destornillador con hoja de 4,5 mm de ancho de venta habitual en el mercado
1 Alicates de corte diagonal y herramienta pelacables de venta habitual en el mercado
1 Herramienta para aplicar las punteras de venta habitual en el mercado
X m Cable para poner a tierra el perfil soporte con una sección de 10 mm2, con terminal con orificio de 6,5 mm, longitud según las condiciones locales.
de venta habitual en el mercado
X m Conductor con una sección de 1mm2 y punteras apropiadas,
forma A en 3 colores distintos: azul, rojo y verde de venta habitual en el mercado X m Cable de red a 3 hilos (AC 230/120V) con enchufe tipo Schuko,
longitud según las condiciones locales de venta habitual en el mercado 1 Calibrador (aparato de medida para la puesta en marcha que
Tarea
3
3.1
Aplicación de ejemplo
Resumen
El Getting Started le guía paso a paso por una aplicación de ejemplo, en la que se conectan los siguientes termopares:
● Dos termopares del tipo J y del tipo K, que se conectan directamente al módulo analógico SM331 (uso de la caja de compensación interna).
● Dos termopares iguales del tipo J, respectivamente, que se conectan a través de un punto de emborne intermedio (unión fría con una caja de compensación externa)
También aprenderá a diagnosticar los errores y a disparar alarmas de proceso. Dispone del módulo de entradas analógicas SM331, AI8x12 Bit (referencia 6ES7 331-7KF02-0AB0). El módulo puede procesar hasta 8 entradas analógicas y disparar alarmas de diagnóstico y de proceso. En cada módulo es posible ajustar diferentes tipos de medición (p. ej. medición de intensidad, medición de tensión, PT 100, termopar).
En la configuración de ejemplo se describen las siguientes posibilidades de montaje: ● Los termopares están instalados lo suficientemente cerca del módulo analógico como
para poder conectar las uniones frías directamente al módulo.
● El lugar de conexión de los termopares está alejado del módulo analógico.
En este caso, el cable de compensación a través de una unión fría se sustituye por cables de cobre. En tal caso es necesario instalar la caja de diagnóstico muy cerca de la unión fría del cable de compensación.
9'& 36 &38 9$&+] 9$&+] 60 ,QVWDODFLµQGHHMHPSOR 8QLµQIU¯D &DEOHGHFRPSHQVDFLµQ 7HUPRSDU &DMDGH FRPSHQ VDFLµQ R
Se le guiará por los siguientes pasos
● Montaje mecánico de la instalación de ejemplo
– Instrucciones generales para el montaje de módulos S7-300
– Configurar el SM331 para los dos tipos de transductores de medida seleccionados ● Conexión eléctrica de la instalación de ejemplo
– Cableado de la fuente de alimentación y la CPU – Cablear el módulo analógico
– Asignaciones estándar de transductores de medida y termorresistencias ● Configuración con el SIMATIC Manager
– Uso del asistente de proyectos
– Completación de la configuración de hardware generada automáticamente – Integración de la fuente del programa de usuario preprogramada
● Probar el programa de usuario – Interpretación de los valores leídos
– Conversión de los valores medidos en valores analógicos legibles ● Uso de la función de diagnóstico del módulo SM331
– Generación de una alarma de diagnóstico – Evaluación del diagnóstico
● Uso de alarmas de proceso
– Parametrización de alarmas de proceso
– Configuración y evaluación de alarmas de proceso
Consulte también
Generalidades (Página 21) Crear un proyecto (Página 35)
Descargar los datos de sistema y el programa de usuario (Página 59) Leer información de diagnóstico desde la PG (Página 69)
Montaje mecánico de la instalación de ejemplo
4
4.1
Montaje de la instalación del ejemplo
Estructura de las explicaciones
El montaje de la instalación del ejemplo se divide en dos pasos. Primero se explica el montaje de la fuente de alimentación y la CPU. A continuación, después de familiarizarse con el módulo analógico SM331, se describe su montaje.
Requisitos
Antes de poder utilizar el módulo de entradas analógicas SM331, se requiere una instalación básica con los componentes SIMATIC S7-300 generales.
La secuencia de montaje va de izquierda a derecha: ● Fuente de alimentación PS307
● CPU 315-2DP
● Módulo analógico SM331
Procedimiento
Paso Gráfico Descripción
Atornillar el perfil soporte a la base (tamaño del tornillo: M6) de manera que quede un espacio libre de por lo menos 40 mm por encima y por debajo del perfil soporte. Si la base es una placa de metal puesta a tierra o una chapa soporte puesta a tierra, vigilar que la conexión entre el perfil soporte y la base sea de baja impedancia. 1
Una el perfil soporte con el conductor de protección. Un tornillo M6 de protección está previsto a este efecto en el perfil soporte.
Paso Gráfico Descripción
2 Montaje de la fuente de alimentación:
• Enganchar la fuente de alimentación en el perfil soporte • • • • •
• Atornillarla por abajo al perfil soporte
3 Insertar el conector de bus (suministrado con el SM331)
en el conector posterior izquierdo de la CPU.
4 Montaje de la CPU:
• Enganchar la CPU en el perfil soporte
• desplazarla hacia la izquierda hasta la fuente de alimentación
• abatirla hacia abajo
4.2 Montaje del módulo analógico
4.2
Montaje del módulo analógico
4.2.1
Generalidades
Resumen
Antes de montar el SM331 deberá colocar correctamente los adaptadores del rango de medida.
En este apartado aprenderá ● Qué componentes necesita
● qué características presenta el módulo de entradas analógicas ● Qué es un adaptador del rango de medida y cómo se ajusta ● Cómo se monta el módulo ajustado
4.2.2
Componentes del SM331
ResumenUn módulo analógico que funcione correctamente incorpora los siguientes componentes: ● Módulo SM331 (en nuestro ejemplo un 6ES7331-7KF02-0AB0)
● Conector frontal de 20 pines. El conector frontal está disponible en 2 variantes: – Con borne de resorte (referencia 6ES7392-1BJ00-0AA0
Volumen de suministro del módulo SM331
Componentes
Módulo analógico SM331 Tiras de rotulación Conector de bus
2 bridas de cable (no incluidas en la figura) para fijar el cableado externo
4.2.3
Características del módulo analógico
CaracterísticasEl módulo es un módulo analógico universal diseñado para los casos de aplicación más usuales.
El tipo de medida deseado debe ajustarse directamente en el módulo mediante los adaptadores del rango de medida.
● 8 entradas en 4 grupos de canales (dos entradas del mismo tipo por cada grupo) ● Resolución del valor medido configurable por cada grupo de canales
● Rango de medida ajustable para cada grupo de canales: – Tensión
– Intensidad – Resistencia – Temperatura
● Alarma de diagnóstico parametrizable
● Dos canales con alarmas de valor límite (sólo se pueden parametrizar los canales 0 y 2) ● Aislamiento galvánico respecto a la interfaz al bus posterior
● Aislamiento galvánico respecto a la tensión de carga (excepción: como mínimo un adaptador del rango de medida está enchufado en la posición D)
SM331 que pueden utilizarse alternativamente; AI 8 x TC (sólo para termopares)
Si conecta exclusivamente termopares, también puede utilizar el módulo analógico SM331; AI 8 x TC con la referencia 6ES7331-7PF10-0AB0. Encontrará información sobre la
conexión de dicho módulo en el manual de referencia "Sistema de automatización S7-300 Datos de los módulos".
4.2 Montaje del módulo analógico
4.2.4
Adaptadores del rango de medida
ConexiónEl módulo SM331 posee en el lado del módulo 4 adaptadores del rango de medida (uno por grupo de canales). Cada adaptador puede enchufarse en 4 posiciones distintas (A, B, C ó D). La posición determina qué transductor se conectará al respectivo grupo de canales.
7LSRGHPHGLGD $' *UXSRGH FDQDOHV 0RGXORGHPDUJHQGH PHGLGD 3RVLFLµQ% WHQVLµQ DMXVWDGDSDUD &+ 3HOLJURGHGHVWUXFFLµQGHOPRGXORDODMXVWDUVHLQFRUUHFWD PHQWHHOPDUJHQGHPHGLGD 'DQJHURIGDPDJHZKHQPHDVXULQJUDQJHLVLQFRUUHFWO\VHW
Figura 4-2 Adaptadores del rango de medida con ajuste de fábrica B (tensión)
Posiciones posibles de los adaptadores del rango de medida
Posición Tipo de medida
A Termopar / medida de resistencia B Tensión (ajuste de fábrica)
En nuestra tarea utilizamos los grupos de canales CH0,1 y CH2,3 en el tipo de medida "Termopar". Compruebe que los adaptadores del rango de medida se encuentran en la posición A. Si es necesario, ajuste la posición deseada de la forma descrita en la tabla. Posicionar los adaptadores del rango de medida
Paso Gráfico Descripción
1 Utilizando un destornillador, extraiga los dos
adaptadores del rango de medida.
2 Gire los adaptadores a la posición deseada.
3 Inserte nuevamente los adaptadores del rango de
medida en el módulo.
En nuestro ejemplo los adaptadores deben encontrarse en las siguientes posiciones: CH0,1: A
CH2,3: A
CH4,5: B CH6,7: B
4.2 Montaje del módulo analógico
4.2.5
Montaje del módulo SM331
ProcedimientoUna vez preparado el módulo analógico, móntelo también en el perfil soporte.
Paso Gráfico Descripción
1 Montaje del SM331:
• Enganchar el SM331 en el perfil soporte
• Desplazarlo hacia la izquierda hasta la CPU
• Abatirlo hacia abajo
• y atornillarlo por abajo al perfil soporte
2 Montaje del conector frontal:
• Oprimir el botón superior del conector frontal
• Insertar el conector en el módulo hasta que el botón del conector quede enclavado en la posición superior.
Conexión eléctrica de la instalación de ejemplo
5
5.1
Generalidades
Resumen
El capítulo explica cómo cablear eléctricamente las distintas partes de la instalación del ejemplo, desde la fuente de alimentación hasta el módulo analógico.
ADVERTENCIA
Puede entrar en contacto con cables bajo tensión si está encendida la fuente de alimentación PS307 o si está conectado a la red el cable de la alimentación. Cablee el S7-300 únicamente cuando no esté sometido a tensión.
5.2
Cableado de la fuente de alimentación y la CPU
Vista general
5.2 Cableado de la fuente de alimentación y la CPU La instalación del ejemplo requiere una fuente de alimentación. El cableado se lleva a cabo del siguiente modo:
Cableado de la fuente de alimentación y la CPU
Paso Gráfico Descripción
1 Abra las puertas frontales de la fuente de alimentación y de la CPU.
2 Afloje la abrazadera del alivio de tracción en la fuente de alimentación.
3 Pele el cable de red, dado el caso aplique punteras (en cables de varios hilos) y conéctelo a la fuente de alimentación.
4 Atornille la abrazadera de alivio de tracción.
5 Inserte dos cables de conexión entre la fuente de
alimentación y la CPU y atorníllelos.
La corredera de puesta a tierra de la CPU no debe modificarse, puesto que el SM331 ya está aislado galvánicamente.
Información sobre la corredera de puesta a tierra de la CPU:
• Oprimir: sin aislamiento galvánico (estado de fábrica)
• Extraer: con aislamiento galvánico.
6 Compruebe si el selector de la tensión de red está en la posición correcta. Tensión de red
La fuente de alimentación está ajustada de fábrica a una tensión de red de 230 V AC. Para modificar este ajuste, proceda de la manera siguiente: Retire la tapa protectora con un destornillador, ajuste el selector a la tensión de red existente y coloque de nuevo la tapa protectora.
5.3
Variantes de conexión del módulo analógico
5.3.1
Generalidades
Resumen
El cableado del módulo analógico SM331 se diferencia en las conexiones de los termopares sólo por la selección de:
● Uso de la unión fría interna ● Uso de una unión fría externa
En los siguientes apartados conocerá las dos variantes de conexión con unión fría interna y externa.
5.3.2
Cables apantallados para señales analógicas
CablesPara las señales analógicas conviene utilizar cables apantallados y de par trenzado. Ello permite reducir el efecto de las perturbaciones. La pantalla de los cables de señales analógicas deberá ponerse a tierra por ambos extremos.
Si hay diferencias de potencial entre los dos extremos, por la pantalla podría circular una corriente equipotencial que perturbe las señales analógicas. En tal caso, la pantalla sólo deberá ponerse a tierra por uno de ambos extremos del cable, o bien tenderse un cable equipotencial adecuadamente dimensionado.
Uso de unión fría interna y externa
Característica Uso de una unión fría interna Uso de una unión fría externa Conexión de termopares del
mismo tipo Son posibles como máximo 8 termopares Son posibles como máximo 8 termopares Conexión de combinaciones de
diferentes tipos de termopares A cada grupo de canales pueden conectarse 2 termopares del mismo tipo. Esto significa: Se pueden conectar hasta 8 termopares de como máximo 4 tipos diferentes.
La combinación de termopares diferentes no es posible. Todos los canales del módulo se basan en la misma unión fría. De este modo es posible conectar hasta un máximo de 8 termopares del mismo tipo. Cables de conexión utilizables Conexión directa de los
termopares
Conexión a través de cables de compensación
Puede usarse un cable de gran longitud. Conexión de
termopares directamente en la unión fría.
5.3 Variantes de conexión del módulo analógico
5.3.3
Esquema de conexiones de los termopares con unión fría interna
ResumenEl esquema muestra el módulo analógico SM331 con conexión de termopares a través de un cable de compensación y la unión fría interna.
$'8 &203 &203 0 0 / . . 0 0 0 0 7HUPRSDU &DEOHGHFRPSHQVDFLµQ /µJLFD %XV SRVWH ULRU DQD
Figura 5-2 Esquema de conexiones: Uso de la unión fría interna
El cable de compensación debe ser siempre del mismo material (aleación) que el propio termopar.
5.3.4
Diagrama de conexión del módulo analógico con unión fría interna
ResumenEl cableado del módulo analógico abarca las siguientes tareas: ● Conexión de la fuente de alimentación (cable rojo)
● Conexión de los cables de compensación de los termopares ● Cortocircuito de la unión fría
● Cableado a masa y cortocircuito de otros canales no utilizados (cables azules) Los detalles del cableado se describen en el siguiente capítulo.
5.3 Variantes de conexión del módulo analógico
5.3.5
Cableado del módulo analógico con unión fría interna
ProcedimientoConecte los termopares a las entradas del módulo directamente o a través de cables de compensación. La siguiente tabla describe paso a paso las diferentes tareas del cableado: Cableado del conector frontal del SM331
Paso Gráfico Cableado Comentario
1 Abra la puerta frontal del SM331 Los bornes están impresos en la puerta frontal.
2 Pele 6 mm de los extremos del cable que desee insertar en el conector frontal y aplique punteras apropiadas
3 Cablee el conector frontal como sigue: Borne 1: L+
Alimentación eléctrica del módulo
4 Borne 2: M+ Primer termopar tipo J Borne 3: M- Primer termopar tipo J Borne 4: M+ Segundo termopar tipo J Borne 5: M- Segundo termopar tipo J Borne 6: M+ Primer termopar tipo K Borne 7: M- Primer termopar tipo K Borne 8: M+ Segundo termopar tipo K Borne 9: M- Segundo termopar tipo K
Cableado estándar para termopares con unión fría interna.
Si intercambia M+ y M-, obtendrá valores medidos incorrectos que no se corresponderán con la temperatura real.
5 Borne 10: (Comp+) y
Borne 11: (Comp-)
Los termopares conectados directamente o a través de un cable de compensación no requieren una unión fría externa.
Con el puente se cortocircuita la unión fría externa.
6 Borne 11: ( Mana ) y
Cortocircuite los bornes 12 a 19 y conéctelos a
Borne 20: M
Se recomienda cortocircuitar los grupos de canales no utilizados con Mana (Comp-) y M para conseguir una resistencia óptima a interferencias. Nota:
El borne 11 Mana se denomina Comp- cuando se utiliza la caja de compensación externa.
5.3.6
Esquema de conexiones de termopares con unión fría externa
ResumenEl esquema muestra el módulo analógico SM331 con conexión
● de termopares a través de una unión fría para cable de compensación ● de una unión fría externa
0 / 6,(0(16 0 0 0 0 0 &203 &203 . . $'8 &DEOHGHFRPSHQVDFLµQ PDWHULDOLG«QWLFRDO WHUPRSDU &RQGXFWRU GHFREUH 8QLµQIU¯D (QHUJ¯DDX[LOLDU /RVERUQHVSDUD HOFDEOHGH FRPSHQVDFLµQ GHEHQHVWDU FRUWRFLUFXLWDGRV 3XQWRGH FRPSDUDFLµQ 6DOLGDFRQGXFWRUHVGHFREUH /µJLFD %XV SRVWH ULRU 7HUPRSDUHV
Figura 5-4 Cableado: Termopar con unión fría externa
En la compensación externa se registra la temperatura de la unión fría de los termopares mediante una caja de compensación.
La caja de compensación contiene un puente equilibrado para una determinada temperatura de referencia (temperatura de compensación).
Las conexiones de los cables de compensación de los termopares deben encontrarse muy cerca de la caja de compensación. Sólo así puede garantizarse que la temperatura entorno a la unión fría de los termopares y de la caja de compensación sea la misma.
5.3 Variantes de conexión del módulo analógico
5.3.7
Diagrama de conexión del módulo analógico con unión fría externa
ResumenEl cableado del módulo analógico abarca las siguientes tareas: ● Conexión de la fuente de alimentación (cable rojo)
● Conexión de los cables de compensación de los termopares ● Conexión de la unión fría
● Cableado a masa y cortocircuito de otros canales no utilizados (cables azules) Los detalles del cableado se describen en el apartado correspondiente.
Consulte también
Cableado del módulo analógico con unión fría externa (Página 30)
5.3.8
Cableado del módulo analógico con unión fría externa
ProcedimientoConecte los termopares a través de un punto de compensación. Desde ese punto de embornado se continúa con hilos de cobre hasta las entradas del módulo SM331. A continuación se explican paso a paso las distintas tareas de cableado:
Cableado del conector frontal del SM331
Paso Gráfico Cableado Comentario
1 Abra la puerta frontal del SM331 Los bornes están impresos en la puerta frontal
2 Pele 6 mm de los extremos del cable que desee insertar en el conector frontal y aplique punteras apropiadas
3 Cablee el conector frontal como sigue: Borne 1: Aplicar L+
L+ de la alimentación eléctrica del módulo
4 Borne 2: M+ Primer termopar tipo J Borne 3: M- Primer termopar tipo J Borne 4: M+ Segundo termopar tipo J Borne 5: M- Segundo termopar tipo J Borne 6: M+ Tercer termopar tipo J Borne 7: M- Tercer termopar tipo J Borne 8: M+ Cuarto termopar tipo J Borne 9: M- Cuarto termopar tipo J
Cableado estándar para termopares con unión fría externa.
Si intercambia M+ y M-, obtendrá valores medidos incorrectos que no se corresponderán con la temperatura real.
5 Borne 10: (Comp+) y
Borne 11: Unir (Comp-) con la caja de compensación
Cableado de la caja de compensación: Consulte el apartado correspondiente. 6 Cortocircuite los bornes 12 a 19 y conéctelos al
borne 20
Borne 20: Aplicar M
Se recomienda cortocircuitar los grupos de canales no utilizados con M para conseguir una inmunidad óptima a interferencias
M de la alimentación eléctrica del módulo
5.3 Variantes de conexión del módulo analógico
5.3.9
Cableado de la unión fría externa
ProcedimientoEn nuestro ejemplo utilizamos una caja de compensación SIEMENS para termopares del tipo J (MLFB M72166-B4200) con energía auxiliar de 24 V DC. La caja de compensación debe montarse en el entorno inmediato de la unión fría.
1 2
3
4 5
Figura 5-6 Unión fría
(1) Cable de cobre al módulo SM331 (2) Energía auxiliar 24V DC
(3) Caja de compensación (4) Conexión de la unión fría
Cableado de la caja de compensación
Gráfico Cableado Comentario
Cablee la caja de compensación como sigue: Borne 1: M Energía auxiliar 24V DC
Borne 3: L+ Energía auxiliar 24V DC
Cortocircuite los bornes 11 y 12 (cable verde) Conecte el borne 8 con el borne 11 (Comp-) del SM331
Conecte el borne 9 con el borne 10 (Comp+) del SM331
La temperatura de comparación de 0 °C requerida por el módulo SM331 se consigue cortocircuitando los bornes 11 y 12.
5.3 Variantes de conexión del módulo analógico
5.3.10
Comprobar el cableado
IntroducciónSi desea comprobar el cableado, proceda ahora a conectar la fuente de alimentación. No olvide poner la CPU en modo STOP (véase el círculo rojo)
Figura 5-7 Cableado correcto, CPU en posición STOP
Si se enciende un LED rojo, significa que hay un fallo en el cableado. Compruebe el cableado.
Configuración con el SIMATIC Manager
6
6.1
Crear un proyecto STEP 7
6.1.1
Crear un proyecto
Resumen
En este capítulo se describen los siguientes pasos: ● Creación de un proyecto STEP 7
● Creación de la configuración hardware
Asistente "Nuevo proyecto"
Para configurar la nueva CPU 315-2DP, utilice el SIMATIC Manager con STEP 7 V5.2 (o superior).
Inicie el SIMATIC Manager mediante el icono "SIMATIC Manager" que encontrará en el Escritorio de Windows y cree un proyecto utilizando el asistente "Nuevo proyecto".
Aparecerá la ventana de bienvenida del asistente de proyectos. El asistente le guía a través del proceso de creación de un proyecto.
Figura 6-2 Inicio del asistente "Nuevo proyecto"
Durante la creación del proyecto deberá introducir los siguientes datos: ● Definir el tipo de CPU
● Definir el programa de usuario básico ● Definir los bloques de organización ● Nombre del proyecto
6.1 Crear un proyecto STEP 7
6.1.2
Selección de CPU
ProcedimientoSeleccione la CPU 315-2DP para el proyecto del ejemplo. (Nuestro ejemplo también se puede utilizar para otra CPU. Elija en tal caso la CPU que corresponda).
Figura 6-3 Asistente "Nuevo proyecto", selección de CPU
6.1.3
Definir el programa de usuario básico
ProcedimientoElija el lenguaje de programación AWL y seleccione los siguientes bloques de organización (OB):
● OB1 Bloque llamado cíclicamente ● OB40 Alarma de proceso
● OB82 Alarma de diagnóstico
El OB1 debe estar incluido en todo proyecto y se llama de forma cíclica. El OB40 se llama cuando aparece una alarma de proceso.
El OB82 se llama cuando aparece una alarma de diagnóstico.
Figura 6-4 De 1ª parte Asistente "Nuevo proyecto" Insertar bloques de organización
6.1 Crear un proyecto STEP 7
6.1.4
Asignar el nombre del proyecto
ProcedimientoMarque la casilla "Nombre del proyecto" y sobrescriba el nombre existente con "Getting Started S7-SM331".
Figura 6-5 De la 1ª parte Asistente "Nuevo proyecto" Asignar nombre de proyecto
6.1.5
Resultado: Se ha creado el proyecto S7
ResultadoEl asistente habrá creado el proyecto "Getting Started S7-SM331". En la ventana derecha se visualizan los bloques de organización insertados.
6.2 Creación de la configuración hardware
6.2
Creación de la configuración hardware
6.2.1
Creación de la configuración hardware
Resumen
El asistente STEP7 ha creado un proyecto S7 básico. Además se requiere una
configuración hardware completa para poder generar los datos de sistema para la CPU.
Procedimiento
La configuración hardware de la instalación del ejemplo se crea con ayuda del SIMATIC Manager. .
Seleccione para ello en la ventana izquierda la carpeta "Equipo SIMATIC 300" e inicie en la ventana derecha la configuración hardware con un doble clic en la carpeta "Hardware". ..
6.2.2
Agregar componentes SIMATIC
ProcedimientoSeleccione primero la fuente de alimentación de carga del catálogo de hardware.
Si el catálogo de hardware no está visible, ábralo con la combinación de teclas Ctrl+K o con un clic en el símbolo del catálogo (flecha azul).
En el catálogo de hardware se puede navegar desde la carpeta Equipo SIMATIC 300 hasta la carpeta PS-300.
Haga clic en la PS307 5A y arrástrela hasta el slot 1 (véase la flecha roja).
Figura 6-8 Configuración hardware: Configuración básica
6.2 Creación de la configuración hardware
Incorporar el módulo analógico
Existen numerosos módulos analógicos SM331. Para este proyecto utilizaremos el SM331, AI8x12Bit con la referencia 6ES7 331-7KF02-0AB0.
La referencia se indica en la parte inferior del catálogo de hardware (véase la flecha azul). En la ventana derecha, haga clic en el SM331 AI8x12Bit y arrástrelo hasta el primer campo libre del slot 4 (véase la flecha roja) en la tabla de configuración.
Con ello habrá insertado todos los módulos en la tabla de configuración hardware. En el siguiente paso procederá a parametrizar el módulo. El SIMATIC Manager inserta el módulo analógico con los ajustes predeterminados. Ahora puede modificar la parametrización para configurar los tipos de sensores, el diagnóstico y las alarmas posibles.
6.2.3
Parametrizar el módulo analógico de la instalación de ejemplo
ResumenAhora puede modificar la parametrización para configurar los tipos de sensores, el diagnóstico y las alarmas posibles.
Para abrir la parametrización, haga doble clic en la tabla de configuración del bastidor en la fila que contiene el módulo analógico. Aparecerá la ventana de propiedades del SM331.
Resumen de las funcionalidades con compensación interna
En la tabla se indican los parámetros con compensación interna que se deben configurar para nuestro ejemplo.
Funcionalidades SM331 de la instalación de ejemplo con compensación interna
Funcionalidad Descripción Comentario
Reacción del
proceso Diagnóstico – activo Alarma de proceso al rebasarse un límite – activa
Sensor 1 Termopar tipo J Grupo de canales (entrada) 0 - 1 Sensor 2 Termopar tipo J Grupo de canales (entrada) 0 - 1 Sensor 3 Termopar tipo K Grupo de canales (entrada) 2 - 3 Sensor 4 Termopar tipo K Grupo de canales (entrada) 2 - 3
6.2 Creación de la configuración hardware
Parametrización del SM331 con compensación interna
Si desea parametrizar el SM331 con compensación interna, ajuste el módulo de la siguiente manera:
Figura 6-10 SM331: Parametrización para termopares con unión fría interna. Resumen de las funcionalidades con compensación externa
En la tabla se indican los parámetros con compensación interna que se deben configurar para nuestro ejemplo.
Funcionalidades SM331 de la instalación de ejemplo con compensación externa
Funcionalidad Descripción Comentario
Reacción del
proceso Diagnóstico – activo Alarma de proceso al rebasarse un límite – activa
Ventana de parámetros con compensación externa
Si desea utilizar una caja de compensación, deberá realizar los siguientes ajustes:
6.2 Creación de la configuración hardware
6.2.4
Explicación de la configuración del SM331
AjustesA continuación se describen las posibilidades de ajuste del SM331. Alarma de diagnóstico
Si está activada la alarma de diagnóstico, se llama al OB82 cuando falte la masa o la alimentación.
Alarma de proceso al rebasarse el valor límite
Si está activado el parámetro "Alarma de proceso al rebasar límites", se llama al OB40 cuando se rebasa un límite por exceso o defecto.
Sólo los canales (entradas) 0 y 2 son aptos para alarmas de proceso. ¡Para el resto de entradas no puede dispararse una alarma de proceso!
Los límites se parametrizan en la misma ventana, bajo "Causa de la alarma de proceso". Diagnóstico de grupo
Si selecciona la opción de diagnóstico colectivo, se activan avisos específicos de los canales. Si se produce un evento de diagnóstico se llama al OB82.
Comprobación de rotura de hilo
Si está activada esta opción es posible diagnosticar una rotura de hilo. Se llama al OB82 de diagnóstico.
Tipo de medida
TC-IL: Termopar con unión fría interna. TC-EL: Termopar con unión fría externa. Rango de medida
Nombre del tipo de termopar.
Posición del adaptador del rango de medida
Se muestra la posición necesaria de los adaptadores del rango de medida. Frecuencia perturbadora (supresión de frecuencias perturbadoras) Ajuste la frecuencia perturbadora a la frecuencia de la red.
Finalización de la configuración hardware Cierre la ventana con los parámetros.
Compile y guarde a continuación el proyecto mediante el comando de menú "Equipo > Guardar y compilar" (Ctrl+S).
6.2.5
Ensayo de conexión
ProcedimientoPara comprobar haga una prueba de conexión y descargue los datos de sistema.
Conexión
Pasos Gráfico Descripción
1 Utilizando una Power PG o un PC con prommer
externo, borre la Micro Memory Card: : Haga clic en el SIMATIC Manager "Archivo -> Memory Card S7 > Borrar".
La MMC se borrará.
2 Desconecte la fuente de alimentación de la CPU
Inserte la MMC en la CPU. Conecte la fuente de alimentación.
3 En el estado operativo "RUN", conmute la CPU
al estado operativo "STOP"
4 Vuelva a conectar la fuente de alimentación.
Si el LED STOP parpadea, la CPU solicita un borrado total. . Confirme girando el selector brevemente hacia MRES.
5 Conecte la CPU con la unidad de programación
mediante un cable MPI. .
Enchufe para ello el cable MPI en el puerto MPI de la CPU y, el otro extremo, en el puerto PG de la unidad de programación.
6.2 Creación de la configuración hardware
Descargar la configuración hardware
Utilizando HW Config, cargue ahora la configuración hardware en la CPU.
Figura 6-12 Descargar la configuración hardware CPU (1)
Haga clic en el símbolo "Cargar en módulo" (véase el círculo rojo).
Cuando aparezca el cuadro de diálogo "Seleccionar módulo de destino", pulse entonces en "Aceptar".
Arrancar la CPU
Conmute la CPU al modo RUN.
Si ha realizado correctamente la configuración hardware, se encenderán dos LEDs verdes (RUN y DC5V) en la CPU
Figura 6-14 CPU sin fallos
Si no está encendido el LED RUN, significa que hay un fallo.
Utilizando la PG, lea el búfer de diagnóstico para localizar el fallo. Causas de error posibles: ● Cableado incorrecto
● Adaptador de rango enchufado incorrectamente ● Parámetros del SM331 incorrectos
6.3 Programa de usuario de STEP 7
6.3
Programa de usuario de STEP 7
6.3.1
Tareas del programa de usuario
ResumenEl programa de usuario de ejemplo
● almacena los valores de los sensores en un bloque de datos
● almacena la información de estado sobre las alarmas de proceso en una palabra de marcas.
La información de estado se acusa mediante un bit. Además se almacenan los valores de canal (valores de las palabras de entradas) en otro bloque de datos.
En el programa de usuario deben procesarse las siguientes tareas:
1. Almacenar cíclicamente las entradas analógicas en un bloque de datos (DB1)
2. Convertir cíclicamente los valores de los sensores en valores en coma flotante (FC1) y guardarlos en un bloque de datos (DB2)
3. Acusar las informaciones de estado de las alarmas de proceso con el estado de señal TRUE de la marca de acuse (M200.0)
4. Almacenar el estado en una palabra de marcas (MW100) cuando ocurra una alarma de proceso
Estructura del programa de usuario
Tipo de llamada Bloque de organización correspondiente
Tarea a programar Bloques y marcas utilizadas Almacenar las entradas
analógicas DB1
Convertir y almacenar los valores de los sensores
FC1, DB2 Llamada cíclica OB1
Acusar la alarma de proceso M200.0 Llamada controlada por alarma de proceso
OB40 Almacenar el estado MW100
OB82 de alarma de diagnóstico
El OB82 se utiliza en el programa de STEP 7 para módulos aptos para el diagnóstico. Si el módulo detecta un fallo (tanto en caso de evento entrante como saliente), envía una petición de alarma de diagnóstico a la CPU. A continuación, el sistema operativo llama al OB 82.
En nuestro ejemplo utilizamos el OB82 sólo para que la CPU no pase a STOP. En el OB82 puede programar reacciones a las alarmas de diagnóstico.
6.3.2
Crear el programa de usuario
ProcedimientoExisten dos posibilidades de crear un programa de usuario.
● Si tiene conocimientos del lenguaje AWL de STEP 7, entonces puede crear y programar los bloques y las funciones necesarias en la carpeta de bloques.
● Puede insertar el programa de usuario de una fuente AWL en su proyecto. En este "Getting Started" describimos este procedimiento.
Para crear el programa de usuario con STEP 7 se requieren tres pasos: 1. Descargar el archivo fuente directamente desde la página HTML 2. Importar el archivo fuente
3. Compilar la fuente
Descargar el archivo fuente
El archivo fuente se puede descargar directamente de la página HTML desde la que también ha descargado este Getting Started. Para ello haga clic en "Info". Se abrirá la ventana de descargas.
● Anote el nombre del archivo fuente. ● Guarde la fuente en el disco duro.
6.3 Programa de usuario de STEP 7
Importar el archivo fuente
El archivo fuente se puede importar de la manera siguiente con el SIMATIC Manager: 1. Haga clic con el botón derecho del ratón en la carpeta "Fuente".
2. Elija "Insertar nuevo objeto > Fuente externa".
En el cuadro de diálogo "Insertar fuente externa" navegue entonces hasta el archivo fuente GSSM331T1DE.AWL que ya ha descargado y almacenado en el disco duro.
Seleccione el archivo fuente GSSM331T1SP.AWL (flecha roja).
Figura 6-16 Importar una fuente externa
6.3 Programa de usuario de STEP 7 El SIMATIC Manager habrá cargado la fuente. En la ventana derecha se visualiza la fuente insertada.
Compilar el código fuente
Para crear un programa STEP 7 ejecutable, es necesario compilar la fuente AWL. En la carpeta Fuentes haga doble clic en la fuente GSSM331T1DE. Se abrirá el editor de código fuente.
En la ventana del editor de código fuente se puede ver el código fuente.
Figura 6-18 Editor de código fuente
Una vez leído el código fuente, es preciso iniciar la compilación.
Pulse la combinación de teclas Ctrl+K o elija el comando de menú "Archivo > Compilar". La compilación se iniciará de inmediato.
6.3 Programa de usuario de STEP 7
Figura 6-19 Compilar la fuente AWL
Figura 6-20 Editor de código fuente (avisos posteriores a la compilación)
Cierre el editor de código fuente.
Tras compilar la fuente AWL correctamente, la carpeta de bloques contendrá los bloques siguientes: OB1, OB40, OB82, FC1, DB1 y DB2
Probar el programa de usuario
7
7.1
Descargar los datos de sistema y el programa de usuario
Procedimiento
El hardware y el software están listos. El siguiente paso consiste en descargar los datos de sistema y del programa de usuario en el sistema de automatización. Para ello, proceda de la siguiente manera:
Descargar los datos de sistema y el programa de usuario
Paso Gráfico Descripción
1 Descargue desde el SIMATIC Manager los
datos de sistema (contiene la configuración hardware) y el programa de usuario a la CPU.
2 Siga las indicaciones que aparecen en la
pantalla.
Si todos los sensores están conectados correctamente, ningún LED se encenderá en rojo ni en la CPU ni en el SM331.
El funcionamiento de la CPU se indica mediante el LED verde "RUN".
Smart Label
Hemos creado la tira de rotulación para los módulos con Siemens S7-SmartLabel (n°. de ref.: 2XV9 450-1SL01-0YX0).
Una tira de rotulación en tamaño original:
7.2 Representación de los valores de los sensores
7.2
Representación de los valores de los sensores
Procedimiento
Para visualizar los valores de los sensores, inserte la siguiente tabla de variables en el proyecto. Para ello, abra el menú contextual en la carpeta Bloques y elija: :
"Insertar nuevo objeto > Tabla de variables"
Y rellene la tabla de variables recién creada de la manera siguiente:
Figura 7-3 Tabla de variables Control_Display
(1) Aquí puede observar los valores de los canales (2) Aquí puede observar y forzar las señales de estado (3) Aquí puede ver los valores analógicos
7.2 Representación de los valores de los sensores
Observación de valores
Para observar los valores cambie al modo online haciendo clic en el símbolo de las gafas. Ahora puede observar los valores en los bloques de datos y marcas.
Forzar valores
Para forzar el acuse del proceso, introduzca en la columna "Valor de forzado" el valor deseado ("TRUE" o "FALSE", dependiendo de si desea activar o desactivar el acuse) y haga clic en el símbolo con la doble flecha:
Figura 7-5 Forzar variables Particularidad al observar los valores
Al observar los valores le ha llamado seguramente la atención el hecho de que los valores de canal no se corresponden con los valores analógicos. Ello se debe a que el módulo analógico emite tan solo el formato binario "Palabra" (16 bits). Por tanto, es necesario convertir los valores del módulo analógico.
7.3 Representación de los valores analógicos de los termopares
7.3
Representación de los valores analógicos de los termopares
Resumen
Los módulos de entradas analógicas convierten la señal de proceso analógica a un formato digital (palabra de 16 bits). Si desea visualizar los valores de proceso en formato analógico, deberá convertir los valores digitales del módulo en valores decimales.
En nuestro programa de ejemplo, el valor de proceso se indica en el formato legible °C. La función programada en FC1 convierte los valores digitales en un valor decimal.
En la siguiente tabla encontrará la información correspondiente al rango de temperatura y el valor digital generado por el módulo (representación en formato hexadecimal) de los
termopares: ● Tipo E ● Tipo J ● Tipo K ● Tipo L
Representación de valores analógicos para termopares tipo E Representación de
valores analógicos Temperatura Rango permitido Observación 32767 7FFF > 1200,0°C Rebase por
exceso A partir del valor hexadecimal 16#2E01 el valor leído del sensor se encuentra por encima del rango de medida parametrizado y ya no es válido. 12000 2E00 1200,0°C ... ... ... 10001 2711 1000,1°C Rango de saturación por exceso
Este rango equivale a la zona de tolerancia antes de alcanzar el rebase por exceso. Sin embargo, dentro de este rango de medida la resolución ya no es óptima.
10000 2710 1000,0°C
… … …
… … …
-2700 F574 -270,0°C
Rango nominal El rango nominal es el rango normal para registrar los valores medidos. En este rango la resolución es óptima.
< -2700 <F574 < -270,0°C Rebase por
defecto En caso de cableado incorrecto (p.ej. inversión de polaridad, entradas abiertas) o de un fallo del sensor en el rango negativo (p.ej. tipo de termopar incorrecto), el módulo analógico señaliza Rebase por defecto si no se alcanza 16#F0C4 y emite 16#8000.
Representación de valores analógicos para termopar tipo J Decimal Hexadec
imal Temperatura Rango permitido Observación 32767 7FFF > 1450,0°C Rebase por
exceso A partir del valor hexadecimal 16#38A5, el valor leído del sensor se encuentra por encima del rango de medida parametrizado y ya no es válido. 14500 38A4 1450,0°C ... ... ... 12010 2EEA 1201,0°C Rango de saturación por exceso
Este rango equivale a la zona de tolerancia antes de alcanzar el rebase por exceso. Sin embargo, dentro de este rango de medida la resolución ya no es óptima. 12000 2EE0 1200,0°C
… … …
… … …
-2100 F7CC -210,0°C
Rango nominal El rango nominal es el rango normal para registrar los valores medidos. En este rango la resolución es óptima. < -210 <F7CC < -210,0°C Rebase por
defecto En caso de cableado incorrecto (p.ej. inversión de polaridad, entradas abiertas) o de un fallo del sensor en el rango negativo (p.ej. tipo de termopar incorrecto), el módulo analógico señaliza Rebase por defecto si no se alcanza 16#F31C y emite 16#8000.
Representación de valores analógicos para termopar tipo K Decimal Hexadec
imal Temperatura Rango permitido Observación 32767 7FFF > 1622,0°C Rebase por
exceso A partir del valor hexadecimal 16#3F5D, el valor leído del sensor se encuentra por encima del rango de medida parametrizado y ya no es válido. 16220 3F5C 1450,0°C ... ... ... 13730 35A2 1373,0°C Rango de saturación por exceso
Este rango equivale a la zona de tolerancia antes de alcanzar el rebase por exceso. Sin embargo, dentro de este rango de medida la resolución ya no es óptima. 13720 3598 1372,0°C
… … …
… … …
-2700 F574 -270,0 °C
Rango nominal El rango nominal es el rango normal para registrar los valores medidos. La resolución es óptima en este rango.
< -2700 <F574 < -270,0 °C Rebase por
defecto En caso de cableado incorrecto (p.ej. inversión de polaridad, entradas abiertas) o de un fallo del sensor en el rango negativo (p.ej. tipo de termopar incorrecto), el módulo analógico señaliza Rebase por defecto si no se alcanza 16#F0C4 y emite 16#8000.
7.3 Representación de los valores analógicos de los termopares
Representación de valores analógicos para termopar tipo L Decimal Hexadec
imal Temperatura Rango Observación
32767 7FFF > 1150,0°C Rebase por
exceso A partir del valor hexadecimal 16#2CED, el valor leído del sensor se encuentra por encima del rango de medida parametrizado y ya no es válido. 11500 2CEC 1150,0°C ... ... ... 9010 2332 901,0°C Rango de saturación por exceso
Este rango equivale a la zona de tolerancia antes de alcanzar el rebase por exceso. Sin embargo, dentro de este rango de medida la resolución ya no es óptima. 9000 2328 900,0°C
… … …
… … …
-2000 F830 -200,0 °C
Rango nominal El rango nominal es el rango normal para registrar los valores medidos. En este rango la resolución es óptima. < -2000 <F830 < -200,0 °C Rebase por
defecto En caso de cableado incorrecto (p.ej. inversión de polaridad, entradas abiertas) o de un fallo del sensor en el rango negativo (p.ej. tipo de termopar incorrecto), el módulo analógico señaliza Rebase por defecto si no se alcanza 16#F380 y emite 16#8000.
Alarma de diagnóstico
8
8.1
Leer información de diagnóstico desde la PG
Resumen
Las alarmas de diagnóstico sirven para reaccionar en el programa de usuario frente a averías del hardware.
Los módulos tienen que ser aptos para el diagnóstico para que puedan señalizar alarmas de diagnóstico.
En el OB82 se programan las reacciones a las alarmas de diagnóstico.
Visualización de la alarma de diagnóstico
El módulo de entradas analógicas SM331 AI8x12 Bit es diagnosticable.
La alarma de diagnóstico que aparece se señaliza en el módulo SM331 y en la CPU mediante el LED rojo ”SF“.
Generación de errores de hardware
Gráfico Descripción
Desenchufe la alimentación de tensión en el borne 1.
Resultado: Se dispara una alarma de diagnóstico.
La causa del fallo puede detectarse "online" consultando el estado del módulo. Para visualizar "online" el estado del módulo, proceda de la manera siguiente. 1. En HW Config, haga clic en el SM331.
2. Elija el comando de menú "Sistema de destino > Información del módulo" para acceder al diagnóstico de hardware.
8.2 Aviso general de diagnóstico
8.2
Aviso general de diagnóstico
Ficha Alarma de diagnóstico
En la ficha Alarma de diagnóstico encontrará información sobre el fallo notificado. Las alarmas no dependen de un determinado canal y afectan a todo el módulo.
8.3
Avisos de diagnóstico específicos del canal
Avisos de diagnóstico específicos del canal
Existen cinco tipos de avisos de diagnóstico específicos del canal: ● Error de configuración / parametrización
● Error de modo común ● Rotura de hilo
● Rebase por defecto ● Rebase por exceso
Nota
Aquí mostramos únicamente el diagnóstico específico de canal para los tipos de medición Transductor de medida a 2 ó 4 hilos Los otros tipos de medición tienen un comportamiento similar pero no se describen aquí.
Error de configuración / parametrización
La posición de los adaptadores del rango de medida no es compatible con el tipo de medición configurado en la configuración hardware.
Error de modo común
La diferencia de potencial Ucm entre las entradas (M-) y el potencial de referencia del circuito
de medición (Mana) es excesiva.
En nuestro ejemplo no puede producirse este fallo porque Mana ha sido conectada a M en el
transductor de medida a 2 hilos.
Rotura de hilo
En todos los tipos de termopares se puede detectar una rotura de hilo en el diagnóstico.
8.3 Avisos de diagnóstico específicos del canal
Rebase por defecto
Los dos termopares pueden disparar el aviso de diagnóstico "Entrada analógica rango de medida / Rebase límite inferior".
Si ha conectado un tipo de termopar incorrecto, también puede generarse un rebase por defecto.
En nuestro ejemplo hemos simulado un termopar del tipo E (hasta –270 °C) con un simulador de termopar. A -210,1 °C obtenemos un rebase por defecto del rango de medición.
1
Figura 8-4 Izquierda: Señalización de diagnóstico en el rango de rebase por defecto / Derecha: Tabla de variables
Rebase por exceso
Los dos termopares pueden disparar el aviso de diagnóstico "Entrada analógica Rango de medida / Rebase límite superior".
En nuestro ejemplo hemos simulado un termopar del tipo B (hasta +1700 °C) con un simulador de termopar. A 1450,1 °C obtenemos un rebase por exceso del rango de medición.
1
Figura 8-5 Izquierda: Señalización de diagnóstico en el rango de rebase por exceso / Derecha: Tabla de variables
Alarma de proceso
9
9.1
Alarma de proceso
Resumen
Una particularidad del SM331 AI8x12Bit es su capacidad de disparar también alarmas de proceso. Los canales 0 y 2 pueden configurarse para ello.
Para los termopares, los límites de las alarmas de proceso deben definirse en °C (no en °F o K).
Características del disparo de alarmas de proceso
Para disparar una alarma de proceso, los límites deben encontrarse dentro del rango nominal del tipo de medida.
Ejemplo:
Utiliza un termopar del tipo J con un rango nominal de 210,0°C y 1450,0°C. Si ha definido -250 °C como límite inferior, aunque el sistema aceptará estos ajustes, nunca se disparará la alarma de proceso, ya que antes se activará siempre la alarma de diagnóstico (rebase por defecto del rango nominal).
En nuestro ejemplo hemos configurado el canal 0 (termopar tipo J) con los límites siguientes:
● Valor límite inferior: -50 °C ● Valor límite superior: +500 °C
Si estos valores se rebasan por exceso o defecto, entonces se activa la alarma de proceso OB40.
Alarma de proceso (OB40)
Por principio, las alarmas de proceso llaman a un bloque de organización de alarmas en la CPU. En nuestro ejemplo se llama el OB40.
En el programa STEP 7, el OB40 se utiliza para alarmas de proceso. En función de la CPU, se pueden configurar también varias alarmas de proceso.
Cuando aparece una alarma de proceso, entonces se llama el OB40. En el programa de usuario del OB40 puede definirse qué funciones debe ejecutar el sistema de automatización como consecuencia de la alarma de proceso.
En el programa de usuario del ejemplo, la causa de la alarma de proceso se lee en el OB40. La causa se encuentra en la estructura de variables temporal OB40_POINT_ADDR (bytes locales 8 a 11).
1 2
Figura 9-1 Información de arranque del OB40: Qué evento ha disparado la alarma de proceso al rebasarse el límite
(1) Rebase del límite inferior en el canal 0 (2) Rebase del límite inferior en el canal 1 (3) Rebase del límite superior en el canal 0 (4) Rebase del límite superior en el canal 1
En el ejemplo, en el OB40 sólo se transfieren a una palabra de marcas (MW100) las variables de datos locales LD8 y LD9. La palabra de marcas se muestra en la tabla de variables ya generada.
Acuse la palabra de marcas en el OB1 activando la marca M200.0 o forzando la marca a "TRUE" en la tabla de variables.
9.1 Alarma de proceso
Simular una alarma de proceso
Si calienta un termopar tipo J con un encendedor, obtendrá en la tabla de variables en el MW100 el valor binario 0000 0001 0000 0000. Esto significa que se ha llamado el OB40 y que en el canal 0 se ha producido un rebase por defecto del límite superior de >500°C.
Anexo
A
A.1
Código fuente del programa de usuario
Resumen
En este capítulo se ofrece una visión de conjunto de las funciones del programa de usuario de la instalación de ejemplo. Un diagrama de flujo muestra la estructura básica del
programa; en el código fuente AWL se lista el programa completo de forma detallada. El código fuente en AWL también se puede descargar directamente de la página HTML desde la que ha descargado este Getting Started.
Diagrama de flujo
Los textos destacados en rojo equivalen al código fuente en el programa de usuario.
3URFHVDPLHQWRF¯FOLFR 5HSUHVHQWDFLµQGH YDORUHVDQDOµJLFRV /HHUGH60 5HSUHVHQWDFLµQGHYDORUHV DQDOµJLFRV
&RQYHUWLU\JXDUGDU $ODUPDGHSURFHVR $FXVDU $ODUPDGH SURFHVR %RUUDUYLVXDO L]DFLµQ 5HSUHVHQWDFLµQGHYDORUHV DQDOµJLFRV 'HSRVLWDUHQHO'%
Descripción de variables
Variable Descripción
DB1.DBW 0 Canal 0, representación del valor analógico DB1.DBW 2 Canal 1, representación del valor analógico DB1.DBW 4 Canal 2, representación del valor analógico DB1.DBW 6 Canal 3, representación del valor analógico DB1.DBW 8 Canal 4, representación del valor analógico DB1.DBW 10 Canal 5, representación del valor analógico DB1.DBW 12 Canal 6, representación del valor analógico DB1.DBW 14 Canal 7, representación del valor analógico DB2.DBD 0 Termopar (°C)
DB2.DBD 4 Termopar (°C) DB2.DBD 8 Termopar (°C) DB2.DBD 12 Termopar (°C)
M200.0 Acusar la alarma de proceso MW 100 Estado de la alarma de proceso Código fuente AWL
DATA_BLOCK DB 1 TITLE = VERSION : 0.1 STRUCT CH_0 : INT ; //Channel 0 CH_1 : INT ; //Channel 1 CH_2 : INT ; //Channel 2 CH_3 : INT ; //Channel 3 CH_4 : INT ; //Channel 4 CH_5 : INT ; //Channel 5 CH_6 : INT ; //Channel 6 CH_7 : INT ; //Channel 7 END_STRUCT ; BEGIN CH_0 := 0; CH_1 := 0; CH_2 := 0; CH_3 := 0; CH_4 := 0; CH_5 := 0; CH_6 := 0; CH_7 := 0;
A.1 Código fuente del programa de usuario
DATA_BLOCK DB 2 TITLE =
VERSION : 0.1 STRUCT
SE_1 : REAL ; // Temperatura
SE_2 : REAL ; // Temperatura
SE_3 : REAL ; // No se utiliza
SE_4 : REAL ; // No se utiliza
END_STRUCT ; BEGIN SE_1 := 0.000000e+000; SE_2 := 0.000000e+000; SE_3 := 0.000000e+000; SE_4 := 0.000000e+000; END_DATA_BLOCK FUNCTION FC 1 : VOID TITLE = VERSION : 0.1 VAR_INPUT RawValue : INT ; Factor : REAL ; Offset : REAL ; OverFlow : INT ; OverRange : INT ; UnderRange : INT ; UnderFlow : INT ; END_VAR VAR_OUTPUT MeasuredValue : REAL ; Status : WORD ; END_VAR VAR_TEMP TInt : INT ; TDoubleInt : DINT ; TFactor : REAL ; TOffset : REAL ; TFactor1 : DINT ; TFactor2 : REAL ; END_VAR
*R ;
L #Offset;
+R ;
T #MeasuredValue;
NETWORK
TITLE =Vigilancia de la representación de valores analógicos
L W#16#0; T #Status; L #RawValue; L #OverFlow; >=I ; SPB m_of; L #RawValue; L #OverRange; >=I ; SPB m_or; L #RawValue; L #UnderFlow; <=I ; SPB m_uf; L #RawValue; L #UnderRange; <=I ; SPB m_ur; SPA end; m_of: L W#16#800; T #Status; SPA end; m_or: L W#16#400; T #Status; SPA end; m_uf: L W#16#200; T #Status; SPA end;
A.1 Código fuente del programa de usuario m_ur: L W#16#100; T #Status; SPA end; end: NOP 0; END_FUNCTION ORGANIZATION_BLOCK OB 1
TITLE = "Main Program Sweep (Cycle)" VERSION : 0.1
VAR_TEMP
OB1_EV_CLASS : BYTE ; //Bits 0-3 = 1 (Coming event), Bits 4-7 = 1 (Event
class 1)
OB1_SCAN_1 : BYTE ; //1 (Cold restart scan 1 of OB 1), 3 (Scan 2-n of
OB 1)
OB1_PRIORITY : BYTE ; //Priority of OB Execution
OB1_OB_NUMBR : BYTE ; //1 (Organization block 1, OB1)
OB1_RESERVED_1 : BYTE ; //Reserved for system
OB1_RESERVED_2 : BYTE ; //Reserved for system
OB1_PREV_CYCLE : INT ; //Cycle time of previous OB1 scan (milliseconds)
OB1_MIN_CYCLE : INT ; //Minimum cycle time of OB1 (milliseconds)
OB1_MAX_CYCLE : INT ; //Maximum cycle time of OB1 (milliseconds)
OB1_DATE_TIME : DATE_AND_TIME ; //Date and time OB1 started
END_VAR BEGIN NETWORK
TITLE =Transferir los valores de los canales al bloque de datos DB 1 // Canal 0 -> bloque de datos
L PEW 256;
T DB1.DBW 0;
// Canal 1 -> bloque de datos
L PEW 258;
T DB1.DBW 6; // Canal 4 -> bloque de datos
L PEW 264;
T DB1.DBW 8;
// Canal 5 -> bloque de datos
L PEW 266;
T DB1.DBW 10;
// Canal 6 -> bloque de datos
L PEW 268;
T DB1.DBW 12;
// Canal 7 -> bloque de datos
L PEW 270;
T DB1.DBW 14;
NETWORK
TITLE =Convertir la representación de valores analógicos al valor medido // Canal 1 : Termopar tipo J
CALL FC 1( RawValue := DB1.DBW 0, Factor := 1.000000e-001, Offset := 0.000000e+000, OverFlow := 14501, OverRange := 12010, UnderRange := -2101, UnderFlow := -2101, MeasuredValue := DB2.DBD 0, Status := MW 10);
// Canal 2 : Termopar tipo J
CALL FC 1 ( RawValue := DB1.DBW 2, Factor := 1.000000e-001, Offset := 0.000000e+000, OverFlow := 14501, OverRange := 12010, UnderRange := -2101, UnderFlow := -2101, MeasuredValue := DB2.DBD 4, Status := MW 20);