Lo que hay que saber sobre
las funciones integradas
2
Función integrada
Frecuencímetro
3
Función integrada Contador
4
Función integrada Contador A/B
(CPU 314 IFM)
5
Función integrada
Posicionamiento (CPU 314 IFM)
6
Anexos
Datos técnicos de la función
integrada Frecuencímetro
A
Datos técnicos de la función
integrada Contador
B
Datos técnicos de la función
integrada Contador A/B
C
Datos técnicos de la función
integrada Posicionamiento
D
Reconocer y eliminar errores
E
Bibliografía relativa a
SIMATIC S7
F
Utilización de las funciones
integradas con el OP3
G
Autómata programable S7-300
Funciones integradas
CPU 312 IFM/314 IFM
Manual
!
Peligrosignifica que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, se producirán la muerte, lesiones corporales graves o daños materiales considerables.!
Precauciónsignifica que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, pueden producirse la muerte, lesiones corporales graves o daños materiales considerables.!
Cuidadosignifica que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, pueden producirse lesio-nes corporales o daños materiales.Nota
se trata de una información importante, sobre el producto o sobre una parte determinada del manual, sobre la que se desea llamar particularmente la atención.
Este equipo sólo deberá ser puesto en servicio y operado por parte de personal cualificado. En el sentido de las consignas de seguridad que figuran en este manual se considera personal cualificado a las personas que disponen de los conocimientos técnicos necesarios para poner en funcionamiento, conectar a tierra y marcar los aparatos, sistemas y circuitos de acuerdo a los reglamentos de seguridad conocidos.
Considere lo siguiente:
!
PrecauciónEl 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 en unión de los equipos y compo-nentes de proveniencia tercera recomendados y homologados por Siemens.El funcionamiento correcto y seguro del producto presupone un transporte, un almacena-miento, una instalación y un montaje conforme a las prácticas de la buena ingeniería, así como una operación y un mantenimiento rigurosos.
SIMATIC y SINEC son marcas registradas por la SIEMENS AG.
Las restantes designaciones incluidas en este documento son marcas cuyo uso por terceros puede infringir los derechos de los propietarios de las mismas.
Personal cualificado
Uso conforme
Las informaciones contenidas en este manual le permitirán resolver tareas de auto-matización utilizando las funciones integradas de la CPU 312 IFM o de la
CPU 314 IFM.
El presente manual está dirigido a usuarios que desean aprovechar las funciones integradas de la CPU 312 IFM/CPU 314 IFM. Los usuarios encontrarán en el mismo:
informaciones básicas relativas a las funciones integradas,
la descripción de las funciones integradas Frecuencímetro, Contador, Contador A/B y Posicionamento
los datos técnicos de las funciones integradas.
la utilización de las funciones integradas con el OP 3.
El hardware de las CPU y de los módulos S7-300 figura descrito en los manuales Autómata programable S7-300, Configuración, instalación y datos de las CPU y Sistemas de automatización S7-300, M7-300, Datos de los módulos.
El presente manual es válido para:
CPU Referencia a partir de la versión
CPU 312 IFM 6ES7 312-5AC01-0AB0 01
CPU 314 IFM 6ES7 314-5AE02-0AB0 01
El presente manual incluye la descripción de las funciones integradas contenidas en las CPU 312 IFM y CPU 314 IFM en el momento de editarse el mismo. Nos reser-vamos el derecho de describir en una Información sobre el producto eventuales cambios producidos en las funciones integradas.
Finalidad del manual
Destinatarios
El S7-300 dispone de las siguientes homologaciones: UL-Recognition-Mark
Underwriters Laboratories (UL) según Standard UL 508, File Nr. 116536 CSA-Certification-Mark
Canadian Standard Association (CSA) según Standard C22.2 No. 142, File Nr. L 48323
Nuestros productos cumplen los requisitos especificados en la Directiva europea 89/336/CEE ”Compatibilidad electromagnética” y las normas europeas armonizadas (EN) en ella incluidas.
Cumpliendo el artículo 10 de la Directiva europea mencionada, las Declaraciones de conformidad para las autoridadaes competentes están disponibles en:
Siemens Aktiengesellschaft A&D AS E 14
Postfach 1963 D-92209 Amberg
El SIMATIC S7-300 es un producto ecológico.
El SIMATIC S7-300 se caracteriza, entre otros, por los puntos siguientes:
Caja de plástico con alta resistencia ignífuga y, a pesar de todo, sin halógenos
Marcados mediante láser (es decir, sin etiquetas)
Identificación de los materiales de plástico según DIN 54840
Menor consumo de materiales gracias a menor tamaño y menor número de componentes debido a su integración en ASICs
El SIMATIC S7-300 es reciclable ya que está compuesto de materiales con bajo contenido de sustancias nocivas.
Para todo lo relacionado con el reciclaje y la eliminación ecológica de su viejo SIMATIC, tome contacto con:
Siemens Aktiengesellschaft Technische Dienstleistungen ATD TD 3 Kreislaufwirtschaft Postfach 32 40 D-91052 Erlangen Teléfono: +49/91 31/7-3 36 98 Fax: +49/91 31/7-2 66 43
Este departamento de Siemens le ofrece asesoramiento individual así como un sistema de eliminación flexible a precio fijo. Tras el desmantelamiento de los equipos recibirá actas al efecto donde se indican las fracciones de materiales y los documentos justificativos de los mismos.
Aprobaciones
Marca CE
Reciclado y eliminación de residuos
La documentación se pide con independecia del tipo de CPU bajo las referencias siguientes: CPU Documentación CPU 312 IFM ó CPU 314 IFM
Manual Autómata programable S7-300, Configuración, insta-lación y datos de las CPU
Manual de referencia Sistemas de automatización S7-300, M7-300, Datos de los módulos
Lista de operaciones Autómata programable S7-300
Manual Funciones integradas CPU 312 IFM
En el anexo F figura una relación de la documentación necesaria para programar y poner en marcha un autómata S7-300. Allí se encuentra también una relación de libros técnicos sobre autómatas programables.
Toda la documentación SIMATIC S7 puede pedirse también como colección completa SIMATIC S7 en CD-ROM.
Toda la documentación SIMATIC S7 puede obtenerse también en CD-ROM en calidad de biblioteca completa SIMATIC S7.
Para facilitarle el acceso rápido a informaciones específicas, el presente manual incluye las siguientes ayudas de acceso:
Al comenzar el manual se encuentra un índice general y una relación de las figuras y tablas presentes en el mismo.
En los apartados y capítulos, en el lado izquierdo figuran informaciones genera-les sobre el contenido del párrafo en cuestión.
A continuación de los anexos figura un glosario en el que se describen los térmi-nos técnicos importantes presentes en el manual.
Al final del manual figura un índice alfabético extenso para acceder rápidamente a la información deseada.
Para todo lo relacionado con el uso de los productos descritos en el Manual que no encuentre en el mismo, diríjase a su interlocutor Siemens en la sucursal o agencia respectiva. Las direcciones figuran p. ej. en el anexo ”Siemens en el mundo” del Manual Autómata programable S7-300, Configuración, instalación y datos de las CPU. Integración en el conjunto de la documentación CD-ROM Ayudas para acceder al manual Soporte adicional
1 Vista general del producto
1.1 Introducción a las funciones integradas . . . 1-2 1.2 Funciones integradas en la CPU 312 IFM . . . 1-4 1.3 Funciones integradas en la CPU 314 IFM . . . 1-5 1.4 Guía a través del manual para lograr una puesta en marcha exitosa
de una función integrada. . . 1-6 2 Lo que hay que saber sobre las funciones integradas
2.1 Cómo están embebidas en la CPU 312 IFM/CPU 314 IFM
las funciones integradas . . . 2-2 2.2 Forma de incorporar la función integrada en el programa de usuario. . . 2-4 2.3 Funciones y características del DB de instancia. . . 2-5 2.4 Forma de activar y parametrizar las funciones integradas . . . 2-6 2.5 Forma de probar las funciones integradas . . . 2-7 2.6 Cómo se comportan las funciones integradas en los estados operativos
de la CPU. . . 2-8 3 Función integrada Frecuencímetro
3.1 Generalidades sobre el funcionamiento . . . 3-2 3.2 Funcionamiento del frecuencímetro . . . 3-3 3.3 Funcionamiento de los comparadores . . . 3-5 3.4 Parametrizar . . . 3-7 3.5 Conectar los sensores a las entradas/salidas integradas . . . 3-10 3.6 Bloque de función del sistema 30 . . . 3-12 3.7 Estructura del DB de instancia . . . 3-14 3.8 Evaluar las alarmas de proceso. . . 3-15 3.9 Cálculo de los tiempos de ciclo y del tiempo de reacción . . . 3-17
4.5 Cablear. . . 4-10 4.5.1 Conectar los sensores a las entradas/salidas integradas . . . 4-11 4.5.2 Conectar los actuadores a las entradas/salidas integradas . . . 4-14 4.6 Bloque de función del sistema 29 . . . 4-16 4.7 Estructura del DB de instancia . . . 4-19 4.8 Evaluar las alarmas de proceso. . . 4-20 4.9 Cálculo del tiempo de ciclo y de los tiempos de reacción . . . 4-22 4.10 Ejemplos de aplicación . . . 4-24 4.10.1 Contaje simple con valor de comparación . . . 4-25 4.10.2 Contaje diferencial . . . 4-31 4.10.3 Contaje periódico . . . 4-40 5 Función integrada Contador A/B (CPU 314 IFM)
5.1 Generalidades sobre el funcionamiento . . . 5-2 5.2 Funcionamiento de los contadores . . . 5-3 5.3 Funcionamiento del comparador . . . 5-5 5.4 Parametrizar . . . 5-7 5.5 Cablear. . . 5-9 5.5.1 Conectar los sensores a las entradas/salidas integradas . . . 5-10 5.5.2 Conectar los actuadores a las entradas/salidas integradas . . . 5-12 5.6 Bloque de función del sistema 38 . . . 5-13 5.7 Estructura del DB de instancia . . . 5-15 5.8 Evaluar las alarmas de proceso. . . 5-16 5.9 Cálculo del tiempo de ciclo y de los tiempos de reacción . . . 5-18 6 Función integrada Posicionamiento (CPU 314 IFM)
6.1 Introducción a la función integrada Posicionamiento . . . 6-2 6.1.1 Captadores y etapas de potencia para la función integrada Posicionamiento. . . 6-3 6.1.2 Búsqueda del punto de referencia. . . 6-5 6.1.3 Posicionamiento manual (modo JOG) . . . 6-7 6.1.4 Mando de accionamientos de velocidad rápida/lenta. . . 6-9 6.1.5 Mando del accionamiento por convertidor de frecuencia . . . 6-11 6.2 Funcionamiento de la función integrada Posicionamiento . . . 6-15 6.3 Parametrizar . . . 6-19 6.4 Mando de las salidas por la función integrada . . . 6-20 6.5 Efecto de la distancia entre posiciones inicial y de destino
6.8 Estructura del DB de instancia . . . 6-43 6.9 Cálculo del tiempo de ciclo . . . 6-44 6.10 Ejemplos de aplicación . . . 6-45 6.10.1 Corte a medida de una lámina . . . 6-46 6.10.2 Posicionamiento de botes de pintura . . . 6-52 6.10.3 Posicionamiento de una mesa de trabajo . . . 6-60 A Datos técnicos de la función integrada Frecuencímetro
B Datos técnicos de la función integrada Contador
C Datos técnicos de la función integrada Contador A/B (CPU 314 IFM) D Datos técnicos de la función integrada Posicionamiento (CPU 314 IFM) E Reconocer y eliminar errores
F Bibliografía relativa a SIMATIC S7
G Utilización de las funciones integradas con el OP3
G.1 Introducción . . . G-2 G.2 Instalar la configuración estándar en PG/PC y transferirla al OP3 . . . G-3 G.3 Configuración del sistema para instalación y funcionamiento . . . G-4 G.4 Selección y manejo de imágenes estándar IF. . . G-6 G.4.1 Seleccionar las imágenes estándar IF . . . G-7 G.4.2 Manejar la imagen estándar IF Frecuencímetro . . . G-8 G.4.3 Manejar la imagen estándar IF Contador . . . G-9 G.4.4 Manejar la imagen estándar IF Contador A o B . . . G-10 G.4.5 Manejar la imagen estándar IF Posicionamiento . . . G-11 G.5 Utilización de las imágenes estándar IF en ProTool/Lite . . . G-13 G.5.1 Entradas y variables en las imágenes estándar IF . . . G-14 G.5.2 Modificar la configuración estándar . . . G-16 G.6 Acceso a DB de instancia por parte de OP3 y SFB . . . G-19 Glosario
Figuras
1-1 Entradas/salidas integradas de la CPU 312 IFM para funciones integradas . . . . 1-4 1-2 Entradas/salidas integradas de la CPU 314 IFM para funciones integradas . . . . 1-5 2-1 Embebido de las funciones integradas en la CPU 312 IFM . . . 2-2 2-2 Transiciones entre estados operativos . . . 2-9 3-1 Esquema de bloques de la función integrada Frecuencímetro. . . 3-2 3-2 Presentación del primer valor de frecuencia válido . . . 3-4 3-3 Funcionamiento de los comparadores . . . 3-6 3-4 Cablear los sensores (CPU 312 IFM) . . . 3-10 3-5 Representación gráfica del SFB 30 . . . 3-12 3-6 Información de arranque del OB 40: qué evento ha disparado la alarma
(Frecuencímetro) . . . 3-16 3-7 Supervisión de velocidad en un eje (1). . . 3-19 3-8 Cronograma para el ejemplo 1 . . . 3-21 3-9 Ocupación del SFB 30 durante el arranque (1). . . 3-22 3-10 Ocupación del SFB 30 durante el programa cíclico (1) . . . 3-23 3-11 Supervisión de la velocidad de un eje (2). . . 3-27 3-12 Cronograma para el ejemplo 2 . . . 3-28 3-13 Ocupación del SFB 30 durante el arranque (2). . . 3-29 3-14 Ocupación del SFB 30 durante el programa cíclico (2) . . . 3-30 4-1 Esquema de bloques de la función integrada Contador . . . 4-2 4-2 Impulsos de contaje y valor actual del contador . . . 4-3 4-3 Eventos frente a los que reaccionan los comparadores . . . 4-5 4-4 Ejemplo: activar reacciones . . . 4-7 4-5 Tiempos a respetar en los entradas digitales Sentido y Start/Stop HW . . . 4-12 4-6 Cablear los sensores . . . 4-13 4-7 Cablear los actuadores . . . 4-15 4-8 Representación gráfica del SFB 29 . . . 4-16 4-9 Información de arranque del OB 40: qué evento ha disparado
la alarma (Contador) . . . 4-21 4-10 Vías de reacción . . . 4-23 4-11 Contaje simple con valor de comparación . . . 4-25 4-12 Cronograma para el ejemplo 1 . . . 4-27 4-13 Ocupación del SFB 29 durante el arranque (1). . . 4-28 4-14 Contaje diferencial . . . 4-31 4-15 Cronograma para el ejemplo 2 . . . 4-33 4-16 Ocupación del SFB 29 durante el arranque (2). . . 4-36 4-17 Ocupación del SFB 29 durante el programa cíclico (2) . . . 4-36 4-18 Operación de contaje periódico . . . 4-40 4-19 Cronograma para el ejemplo 3 . . . 4-41 4-20 Ocupación del SFB 29 durante el arranque (3). . . 4-43 5-1 Esquema de bloques de la función integrada Contador A/B. . . 5-2 5-2 Impulsos de contaje y valor actual del contador . . . 5-3 5-3 Eventos frente a los que reacciona el comparador. . . 5-5 5-4 Ejemplo: activar reacciones . . . 5-6 5-5 Restricciones de las entradas digitales Sentido para contador A y B . . . 5-10
6-5 Evaluación del interruptor de referencia . . . 6-6 6-6 Perfil de velocidad en accionamiento de marcha rápida y lenta. . . 6-9 6-7 Operación de posicionamiento en sentido adelante en accionamientos
de marcha rápida y lenta. . . 6-10 6-8 Perfil de velocidad/aceleración en convertidores de frecuencia. . . 6-11 6-9 Anticipo de desconexión en el mando de un convertidor de frecuencia . . . 6-12 6-10 Operación de posicionamiento en sentido adelante (1 salida analógica y
2 salidas digitales para convertidor de frecuencia). . . 6-13 6-11 Operación de posicionamiento en sentido adelante (1 salida analógica
para convertidor de frecuencia) . . . 6-14 6-12 Entradas y salidas de la función integrada Posicionamiento . . . 6-15 6-13 Entradas y salidas de la función integrada Posicionamiento . . . 6-16 6-14 Salida en escalones del valor analógico, BREAK = 0 . . . 6-20 6-15 Conectar captador incremental e interruptor de referencia. . . 6-25 6-16 Conectar mando a contactores . . . 6-27 6-17 Conectar convertidor de frecuencia a 1 salida analógica y 2 salidas digitales . . 6-28 6-18 Conectar convertidor de frecuencia a 1 salida analógica . . . 6-29 6-19 Representación gráfica del SFB 39 . . . 6-30 6-20 Arrancar sincronización . . . 6-34 6-21 Sincronización por hardware y resincronización . . . 6-36 6-22 Modo JOG adelante y desactivar/interrumpir modo JOG . . . 6-39 6-23 Operación de posicionamiento para accionamiento
de marcha rápida/lenta adelante . . . 6-41 6-24 Corte a medida de una lámina . . . 6-46 6-25 Correspondencia recorrido/impulsos. . . 6-47 6-26 Inicialización del SFB 39 en el arranque (1) . . . 6-49 6-27 Posicionamiento de botes de pintura . . . 6-53 6-28 Secuencia de una operación de posicionamiento. . . 6-54 6-30 Correspondencia recorrido/impulsos. . . 6-55 6-31 Inicialización del SFB 39 en el arranque (2) . . . 6-57 6-32 Posicionamiento de la mesa de trabajo . . . 6-61 6-33 Correspondencia recorrido/impulsos de los fines de carrera . . . 6-62 6-34 Inicialización del SFB 39 en el arranque (3) . . . 6-64 A-1 Propiedades de la señal medida . . . A-2 B-1 Propiedades de los impulsos de contaje . . . B-2 C-1 Propiedades de los impulsos de contaje . . . C-2 D-1 Evaluación de impulsos y características de los impulsos del captador . . . D-2 D-2 Esquema de conexión para captador incremental 6FX 2001-4 . . . D-3 G-1 Enlace punto a punto (montaje para configuración del OP 3) . . . G-5 G-2 Enlace multipunto . . . G-5 G-3 Jerarquía de manejo . . . G-7 G-4 Estructura de la imagen estándar IF Frecuencímetro . . . G-8 G-5 Estructura de la imagen estándar IF Contador . . . G-9 G-6 Estructura de la imagen estándar IF Contador A o B. . . G-10
Tablas
1-1 Criterios de selección para la tarea de automatización . . . 1-3 1-2 Guía a través del manual . . . 1-6 2-1 Embebido de las funciones integradas en la CPU . . . 2-3 2-2 Funciones de prueba para CPU 312 IFM/CPU 314 IFM . . . 2-7 2-3 Estados operativos de la CPU . . . 2-8 2-4 Transiciones entre estados operativos . . . 2-9 3-1 Vista general: entradas/salidas integradas para la función integrada
Frecuencímetro en las CPU 312 IFM y 314 IFM . . . 3-1 3-2 Bloque de parámetros ”Entradas/salidas integradas” . . . 3-7 3-3 Resolución de la medición con tiempos de medición de 0,1 s, 1 s y 10 s . . . 3-8 3-4 Precisión de la medición con tiempos de medición de 0,1 s, 1 s y 10 s . . . 3-8 3-5 Precisión de la medida con tiempos de medición 1ms, 2 ms y 4 ms . . . 3-9 3-6 Factor para calcular el error de medida máx. de la función integrada
Frecuencímetro . . . 3-9 3-7 Bornes de conexión para los sensores (CPU 312 IFM). . . 3-10 3-8 Parámetros de entrada del SFB 30 . . . 3-12 3-9 Parámetos de salida del SFB 30 . . . 3-13 3-10 DB de instancia del SFB 30 . . . 3-14 3-11 Eventos que pueden conducir a una alarma de proceso . . . 3-15 3-12 Información de arranque del OB 40 para la función integrada Frecuencímetro . 3-16 3-13 Conexión de entradas y salidas (1) . . . 3-20 3-14 Parámetros para el ejemplo Frecuencímetro . . . 3-21 3-15 Determinar valores de comparación . . . 3-22 3-16 Datos globales para el ejemplo 1. . . 3-24 3-17 Conexión de las entradas y salidas (2) . . . 3-27 3-18 Determinar los valores de comparación para el margen de velocidades . . . 3-29 3-19 Datos globales para el ejemplo 2. . . 3-31 4-1 Vista general: entradas/salidas integradas para la función integrada
Contador en las CPU 312 IFM y 314 IFM . . . 4-1 4-2 Bloque de parámetros ”Entradas/salidas integradas” . . . 4-8 4-3 Funcionamiento de la entrada digital Sentido . . . 4-11 4-4 Bornes de conexión para los sensores. . . 4-12 4-5 Bornes de conexión para los actuadores . . . 4-14 4-6 Parámetros de entrada del SFB 29 . . . 4-17 4-7 Parámetros de salida del SFB 29 . . . 4-18 4-8 DB de instancia del SFB 29 . . . 4-19 4-9 Eventos que pueden conducir a una alarma de proceso . . . 4-20 4-10 Información de arranque del OB 40 para la función integrada Contador . . . 4-20 4-11 Tiempos de reacción de la función integrada Contador. . . 4-23 4-12 Conexión de las entradas y salidas (1). . . 4-26 4-13 Parámetros para el ejemplo 1 . . . 4-27 4-14 Datos globales para el ejemplo 1. . . 4-29 4-15 Conexión de las entradas y salidas (2). . . 4-32 4-16 Parámetros para el ejemplo 2 . . . 4-34 4-17 Datos globales para el ejemplo 2. . . 4-37
5-8 Información de arranque del OB 40 para la función integrada Contador A/B . . . 5-17 5-9 Tiempos de reacción de la función integrada Contador A/B . . . 5-19 6-1 Etapas de potencia y accionamientos . . . 6-4 6-2 Secuencia de un posicionamiento . . . 6-15 6-3 Función de las entradas/salidas hardware . . . 6-17 6-4 Función de las entradas/salidas software . . . 6-17 6-5 Ficha ”Posicionamiento” . . . 6-19 6-6 Mando de accionamientos de marcha rápida/lenta . . . 6-22 6-7 Mando de convertidores de frecuencia. . . 6-22 6-8 Bornes de conexión para captador incremental e interruptor de referencia. . . 6-24 6-9 Bornes de conexión para el mando a contactores . . . 6-26 6-10 Bornes de conexión para convertidor de frecuencia . . . 6-28 6-11 Parámetros de entrada del SFB 39 . . . 6-31 6-12 Parámetros de salida del SFB 39 . . . 6-32 6-13 Arrancar sincronización . . . 6-35 6-14 Sincronización por hardware y resincronización . . . 6-36 6-15 Casos particulares al sincronizar
(convertidor de frecuencia) . . . 6-37 6-16 Casos particulares al sincronizar
(mando a contactores) . . . 6-37 6-17 Selección del modo JOG . . . 6-38 6-18 Ejecutar posicionamiento . . . 6-40 6-19 Posicionamiento para accionamiento en marcha rápida/lenta . . . 6-41 6-20 Efecto del cambio de estado de la CPU sobre la función integrada . . . 6-42 6-21 DB de instancia del SFB 39 . . . 6-43 6-22 Conexión de las entradas y salidas (ejemplo 1) . . . 6-47 6-23 Parámetros para cortar a medida una lámina . . . 6-48 6-24 Ejemplo 1 Posicionamiento, estructura del DB 10 . . . 6-49 6-25 Conexión de las entradas y salidas (ejemplo 2) . . . 6-53 6-26 Parámetros para el posicionamiento de botes de pintura . . . 6-56 6-27 Ejemplo 2 Posicionamiento, estructura del DB 2 . . . 6-57 6-28 Conexión de las entradas y salidas (ejemplo 3) . . . 6-61 6-29 Parámetros para posicionamiento de la mesa de trabajo . . . 6-63 6-30 Ejemplo 1 Posicionamiento, estructura del DB 60 . . . 6-65 A-1 Datos técnicos de la función integrada Frecuencímetro . . . A-1 B-1 Datos técnicos de la función integrada Contador . . . B-1 C-1 Datos técnicos de la función integrada A/B . . . C-1 D-1 Datos técnicos de la función integrada Posicionamiento . . . D-1 E-1 Errores y su remedio . . . E-1 F-1 Manuales para la programación y puesta en marcha del S7-300 . . . F-1 F-2 Lista de libros técnicos en alemán. . . F-3 G-1 Seleccionar las imágenes estándar IF. . . G-7 G-2 Imagen estándar IF Frecuencímetro . . . G-8 G-3 Imagen estándar IF Contador. . . G-9
Apartado Tema Página
1.1 Introducción a las funciones integradas 1-2 1.2 Funciones integradas en la CPU 312 IFM 1-4 1.3 Funciones integradas en la CPU 314 IFM 1-5 1.4 Guía a través del manual para lograr una puesta en marcha exitosa
de una función integrada
1-6 Contenido del
1.1
Introducción a las funciones integradas
Para el contaje, la medida de frecuencias o el posicionamiento de ejes, el S7-300 le ofrece las tres posibilidades de solución siguientes:
Programa de usuario (operaciones STEP 7)
Funciones integradas de las CPU 312 IFM/CPU 314 IFM
Bloques de función especializados en contaje, medida de frecuencia y el posicionamiento de ejes.
Las funciones integradas forman parte fija de la CPU 312 IFM/CPU 314 IFM. Las entradas y salidas de las funciones integradas están fijamente unidas, interiormente, con las entradas/salidas integradas de la CPU respectiva.
La CPU 312 IFM ofrece:
la función integrada Frecuencímetro
la función integrada Contador (adelante y atrás). La CPU 314 IFM ofrece:
la función integrada Frecuencímetro
la función integrada Contador (1 contador adelante y atrás)
la función integrada Contador A/B (2 contadores adelante y atrás, A y B)
la función integrada Posicionamiento (posicionamiento en lazo abierto) Las funciones integradas trabajan en paralelo al programa de usuario y sólo contri-buyen mínimamente a prolongar el tiempo de ciclo de la CPU. Las funciones inte-gradas acceden directamente a las entradas/salidas inteinte-gradas de la CPU. Las funciones integradas Contador y Contador A y B permiten lanzar alarmas de pro-ceso.
Las funciones integradas pueden manejarse y visualizarse, además de con un PG/ PC, también con un panel de operador.
Si se utiliza un OP 3, entonces pueden aprovecharse las imágenes estándar para las funciones integradas (v. anexo G).
Posibilidades de solución para su tarea de automati-zación Funciones integradas CPU 312 IFM CPU 314 IFM Características de las funciones inte-gradas
La tabla 1-1 muestra una comparativa entre tres posibilidades de solución de su tarea de automatización, con los criterios de selección más importantes:
Tabla 1-1 Criterios de selección para la tarea de automatización
Criterio de selección Programa de
usuario
Funciones integradas
Bloques de función
Enlace directo a entradas/ salidas
no sí sí
Prolongación del tiempo de ciclo sí mínima no Cobertura de casos de aplicación reducida media (solución al 50%) grande (solución al 95%) Prestaciones en cuanto a tiempo de reacción
reducidas medias altas Tratamiento de fallos de
proceso (p. ej. rotura de hilo)
no limitada sí
Las funciones integradas permiten resolver, a un precio favorable, tareas de automa-tización de esta naturaleza y que no exigen las prestaciones ofertadas por un bloque de función.
Los ejemplos siguientes muestran las posibilidades de aplicación de la función inte-grada Frecuencímetro:
Medición de la velocidad de giro de un eje con supervisión del margen de velo-cidad permitido
Medición de un caudal (unidades por tiempo) con supervisión del margen Los ejemplos siguientes muestran las posibilidades de aplicación de la función inte-grada Contador y Contador A/B:
Contaje del número de piezas entrantes y salientes (contaje adelante y atrás)
Contaje periódico de piezas con reacción programada al alcanzarse un valor de comparación
Los ejemplos siguientes muestran las posibilidades de aplicación de la función Criterios de selección La solución Fun-ciones Integradas Ejemplos relativos a la función inte-grada Frecuen-címetro Ejemplos relativos a las funciones in-tegradas Contador y Contador A/B
1.2
Funciones integradas en la CPU 312 IFM
Las funciones integradas se enlazan con el proceso a automatizar a través de las entradas/salidas integradas de la CPU 312 IFM.
La CPU 312 IFM está equipada con 4 entradas/salidas integradas especiales con funcionalidad ajustable. Es posible ajustar alternativamente lo siguiente:
4 entradas de alarma (entradas digitales)
4 entradas digitales para la función integrada Contador
1 entrada digital para la función integrada Frecuencímetro y 3 entradas digitales estándar
Las entradas/salidas integradas que no se utilicen para una función integrada pueden aplicarse como entradas/salidas digitales estándar.
La figura 1-1 muestra las entradas/salidas integradas de la CPU 312 IFM. Las entra-das/salidas integradas especiales están resaltadas con sombreado.
Entradas/salidas integradas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 I 124.0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 125.0 I 1 Q124.0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 L+ M 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2
Figura 1-1 Entradas/salidas integradas de la CPU 312 IFM para funciones integradas Introducción Entradas/salidas integradas espe-ciales Entradas/salidas integradas
1.3
Funciones integradas en la CPU 314 IFM
Las funciones integradas se enlazan con el proceso a automatizar a través de las entradas/salidas integradas de la CPU 314 IFM.
La CPU 314 IFM está equipada con 4 entradas/salidas integradas especiales con funcionalidad ajustable. Es posible ajustar alternativamente lo siguiente:
4 entradas de alarma (entradas digitales)
4 entradas digitales para la función integrada Contador
4 entradas digitales para la función integrada Contador A/B
1 entrada digital para la función integrada Frecuencímetro y 3 entradas digitales estándar
3 entradas digitales para la función integrada Posicionamiento y 1 entrada digital estándar
Las entradas/salidas integradas que no se utilicen para una función integrada pueden aplicarse como entradas/salidas digitales estándar.
La figura 1-2 muestra las entradas/salidas integradas de la CPU 314 IFM. Las entra-das/salidas integradas especiales (Sonder) están resaltadas con sombreado.
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 I 126.0 1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 124.0 1 2 3 4 5 6 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 IN OUT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 125.0 IN OUT Digital Sonder 6 7 8 9 0 AOU 128 AOI 128 AIU 128 AII 128 AI- 128 AIU 130 AII 130 AI- 130 AIU 132 AII 132 AI- 132 AIU 134 AII 134 L+ L+ M 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Entradas/salidas integradas Introducción Entradas/salidas integradas espe-ciales Entradas/salidas integradas
1.4
Guía a través del manual para lograr una puesta en marcha exitosa de
una función integrada
Para una puesta en marcha exitosa de una función integrada suponemos:
que domina el paquete de programación STEP 7.
que se ha familiarizado con el hardware de la CPU 312 IFM y de la CPU 314 IFM.
El contenido y el manejo del paquete de programación STEP 7 figura descrito en diversos manuales. La relación de manuales con una descripción sucinta del contenido de los mismos figura en el anexo F. El hardware de las CPU y la gama de módulos están descritos en los manuales Autómata programable S7-300, Con-figuración, instalación y datos de las CPU y Sistemas de automatización S7-300, M7-300, Datos de los módulos
En la tabla 1-2 figuran las acciones que deberá realizar paso a paso para poner en marcha una función integrada, así como los capítulos y apartados del manual asocia-dos a los mismos.
Tabla 1-2 Guía a través del manual
Paso Actividad Leer para la función integrada
Frecuencí-metro Contador Contador A/B Posiciona-miento
1 Aprender conocimientos básicos relativos al comporta-miento y el manejo de las funciones integradas
Capítulo 2
2 Parametrizar funciones integradas Apt. 3.4 Apt. 4.4 Apt. 5.4 Apt. 6.3 3 Cablear funciones integradas Apt. 3.5 Apt. 4.5 Apt. 5.5 Apt. 6.6 4 Programar de CPU
Ocupación del bloque de función del sistema
Evaluación de alarmas de proceso
Apt. 3.6 – Apt. 4.6 Apt. 4.8 Apt. 5.6 Apt. 5.8 Apt. 6.7 –
5 Pasar la CPU de STOP a RUN _
6 Probar las funciones integradas Apartado 2.5
7 Determinar los tiempos de ciclo y de reacción Apt. 3.9 Apt. 4.9 Apt. 5.9 Apt. 6.9
Los apartados 3.10, 4.10 y 6.10 de este manual incluyen ejemplos de aplicación de Prerrequisitos
Guía
Apartado Tema Página
2.1 Cómo están embebidas en la CPU 312 IFM las funciones integradas 2-2 2.2 Forma de incorporar la función integrada en el programa de usuario 2-4 2.3 Funciones y características del DB de instancia 2-5 2.4 Forma de activar y parametrizar las funciones integradas 2-6 2.5 Forma de probar las funciones integradas 2-7 2.6 Cómo se comportan las funciones integradas en los estados
operativos de la CPU
2-8 Contenido del
2.1
Cómo están embebidas en la CPU 312 IFM/CPU 314 IFM las funciones
integradas
La figura 2-1 muestra el embebido de las funciones integradas en una CPU tomando como ejemplo la 312 IFM. En el texto siguiente encontrará la explicación corres-pondiente. CPU 312 IFM OB x OB 40 SFB Función integrada
Programa de usuario Sistema
operativo Entradas/salidas integradas DB de instancia I 124.0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 125.0 I 1 Q124.0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 M L+ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0
Figura 2-1 Embebido de las funciones integradas en la CPU 312 IFM Embebido
Las funciones integradas forman parte del sistema operativo de la CPU 312 IFM/ CPU 314 IFM.
La función integrada correspondiente se activa tan pronto que haya sido parametrizada con STEP 7.
La tabla 2-1 explica la figura 2-1.
Tabla 2-1 Embebido de las funciones integradas en la CPU
Nº Descripción
Cada función integrada está asociada a un bloque de función de sistema (SFB). Los SFB están integrados en la CPU.
El SFB se llama desde un bloque de organización (OB) contenido en el programa de usuario.
El DB de instancia contiene los datos que intercambian el programa de usuario y la función integrada.
El SFB escribe datos en el DB de instancia y lee datos del DB de instancia.
Una función integrada escribe y lee en el DB de instancia:
en el punto de control del ciclo (si ha sido parametrizado con STEP 7)
al producirse transiciones entre estados (modos) operativos
cuando se llama el SFB
Una función integrada accede directamente a las entradas/salidas integradas sin pasar a través del programa de usuario. Esto garantiza tiempos de reacción mínimos.
De aparecer un evento, las funciones integradas Contador y Contador A/B puede lanzar una alarma de proceso.
En el OB 40 (OB de reacción a alarma) del programa de usuario puede reaccionarse rápidamente frente al evento.
2.2
Forma de incorporar la función integrada en el programa de usuario
Una función integrada se incorpora en el programa del usuario bien usando el editor AWL o el editor KOP bajo STEP 7. El manejo de STEP 7 está descrito en el Manual de usuario Software estándar para S7 y M7, STEP 7.
El número del DB de instancia deberá haber sido definido previamente con STEP 7. Además, el DB de instancia debe estar presente en su programa de usuario.
El SFB de la función integrada puede llamarse desde el programa de usuario:
desde cualquier bloque de organización (p. ej. OB 1, OB 40, OB 100)
desde cualquier bloque de función (FB)
desde cualquier función (FC)
Cuando se llame el SFB deberá estar activada la entrada EN (habilitación) del SFB para que pueda ejecutarse éste (v. p. ej. apt. 3.6).
Los SFB de las funciones integradas incorporan en parte entradas controladas por flanco. Las entradas activan una reacción cuando se haya producido un cambio de flanco positivo (ascendente).
Si no se llama cíclicamente el SFB en el programa de usuario, entonces es posible generar un cambio de flanco positivo en las entradas controladas por flanco llamando dos veces el SFB:
Con la primera llamada se ponen a ”0” las entradas controladas por flanco.
Con la segunda llamada se ponen a ”1” las entradas controladas por flanco. En los apartados 3.6, 4.6, 5.6 y 6.7 se describe qué entradas del SFB están controla-das por flanco.
El SFB no puede ser interrumpido por niveles de tratamiento del programa de mayor prioridad (p. ej. OB 40). Así, una alarma de proceso sólo se ejecuta cuando se haya procesado el SFB en el OB 1. Esto prolonga el tiempo de reacción frente a alarmas de la CPU en el tiempo de ejecución del SFB.
Incorporación de una función integrada Prerrequisito Llamada del SFB A observar al llamar el SFB Interrupción del SFB
2.3
Funciones y características del DB de instancia
El DB de instancia incluye los datos que se intercambian el programa de usuario y las funciones integradas.
A una CPU 312 IFM/CPU 314 IFM es posible conectar un panel de operador (OP) sin presencia del programa de usuario. No es necesario llamar el SFB ya que el panel de operador accede directamente al DB de instancia (prerrequisito en la CPU 314 IFM: se ha parametrizado con STEP 7 la actualización en el punto de control del ciclo; v. p. ej. apt. 3.4).
Una función integrada se dice que es remanente – es decir, no volátil – cuando tras un corte de alimentación sigue con el mismo estado que tenía antes de producirse dicha incidencia.
Para que una función integrada sea ”remanente” es necesario parametrizar con esta característica el DB de instancia utilizando STEP 7.
Los parámetros para la CPU 312 IFM/CPU 314 IFM figuran bajo ”Bloque de parámetros áreas remanentes” en el Manual Autómata programable S7-300, Confi-guración, instalación y datos de la CPU. La forma de trabajar con STEP 7 se des-cribe en el Manual de usuario Software estándar para S7 y M7, STEP 7.
El DB de instancia contiene los estados de todos los parámetros de entrada y salida de los SFB asociados.
La función integrada accede directamente a las entradas y salidas integradas de la CPU 312 IFM. Los estados de dichas entradas y salidas no están presentes en el DB de instancia.
El DB de instancia se actualiza en los instantes siguientes:
transiciones entre estados (modos) operativos de la CPU
punto de control del ciclo (se ha parametrizado con STEP 7 la actualización en el punto de control del ciclo; v. p. ej. apt. 3.4)
llamada del SFB correspondiente Gestión de datos Manejo y visualización Remanencia Parametrizar remanencia Contenido del DB de instancia Actualización del DB de instancia
2.4
Forma de activar y parametrizar las funciones integradas
Para aprovechar una función integrada es necesario activarla previamente y seguida-mente parametrizarla.
Una función integrada se activa y parametriza en modo offline en un PG/PC usando STEP 7. La forma de trabajar con la herramienta STEP 7 figura en el manual de usuario Software estándar para S7 y M7, STEP 7.
Al parametrizar la CPU usando STEP 7, en la ficha ”Funciones” debe seleccionarse
una de las funciones integradas siguientes:
para CPU 312 IFM:
– Entradas de alarma – Contador
– Frecuencímetro
para CPU 314 IFM:
– Entradas de alarma – Contador
– Contador es paralelo A/B – Frecuencímetro
– Posicionamiento
Los parámetros figuran descritos con sus valores posibles:
para las entradas de alarma en el Manual Autómata programable S7-300, Configuración, instalación y datos de las CPU.
para la función integrada Frecuencímentro, en el apt. 3.4
para la función integrada Contador, en el apt. 4.4
para la función integrada Contador A/B, en el apt. 5.4
para la función integrada Posicionamiento, en el apt. 6.3 Introducción Activación/ Parametrización Ficha ”Funciones” Descripción de los parámetros
2.5
Forma de probar las funciones integradas
Las CPU ofrecen funciones de prueba que permiten visualizar y modificar los datos y variables del programa de usuario.
La tabla 2-2 incluye las funciones de prueba aplicables a la CPU 312 IFM y la CPU 314 IFM.
Tabla 2-2 Funciones de prueba para CPU 312 IFM/CPU 314 IFM
Función de prueba
Aplicación
Estado Variable Visualizar en un punto definido del programa de usuario variables de pro-ceso seleccionadas (entradas, salidas, marcas, temporizadores, contadores, datos).
Forzado Variable Asignar en un punto definido del programa de usuario un valor a una variable de proceso seleccionada (entradas, salidas, marcas, temporiza-dores, contatemporiza-dores, datos) e intervenir así de forma puntual sobre el programa de usuario.
Estado Bloque Visualizar un bloque en lo relativo a la ejecución del programa para sopor-tar la eliminación de problemas aparecidos durante la compilación del pro-grama de usuario.
Estado Bloque representa el estado de los diferentes elementos de la palabra de estado, de los acumuladores y de los registros para señalizar qué operaciones están activas.
Las funciones de test ”Estado Variable” y ”Forzado Variable” se describen en el Manual de usuario Software estándar para S7 y M7, STEP 7.
Las funciones de test ”Estado Bloque” figuran, dependiendo del lenguaje de progra-mación utilizado, en el Manual AWL para S7-300/400, Prograprogra-mación de bloques o en el Manual KOP para S7-300/400, Programación de bloques.
Introducción
Funciones de prueba
Uso de las funciones de test
2.6
Cómo se comportan las funciones integradas en los estados operativos
de la CPU
La función integrada correspondiente ha sido activada y parametrizada utilizando STEP 7
El comportamiento de las funciones integradas depende directamente del estado operativo de la CPU (ARRANQUE, STOP y RUN). La tabla 2-3 describe el comportamiento de las funciones integradas en los diferentes estados (modos) operativos de la CPU.
Tabla 2-3 Estados operativos de la CPU
ARRANQUE STOP/PARADA RUN
Función integrada no activa no activa activa
Bloque de función estándar (p. ej. SFB 30)
llamable no llamable llamable
Actualización del DB de instancia al llamar el SFB no en el punto de control del ciclo (si se ha parametri-zado con STEP 7) y al llamar el SFB Alarmas de proceso bloqueadas bloqueadas habilitadas Entradas integradas no son evaluadas por la
función integrada
no son evaluadas por la función integrada
son evaluadas por la función integrada Salidas integradas no son afectadas por la
función integrada
no son afectadas por la función integrada
son afectadas por la función integrada Prerrequisito
Estados operativos
En la figura 2-2 se muestran las transiciones entre estados operativos de la CPU así como las secciones asociadas de las funciones integradas.
RUN STOP On Off PARADA ARRANQUE
Figura 2-2 Transiciones entre estados operativos
En la tabla 2-4 se describen las acciones en las transiciones entre estados operativos.
Tabla 2-4 Transiciones entre estados operativos
Acción Descripción
Se verifican en cuanto a integridad y corrección de valores los parámetros de la función integrada.
Preajuste de las entradas controladas por flanco
Las entradas controladas por flanco se preajustan de forma que durante la próxima evaluación del DB de instancia, con entrada = 1 se lanza la reacción correspondiente
Si se detecta un fallo durante el arranque, entonces la CPU pasa a STOP. Arranque de la función integrada (transición al estado activo)
La función integrada toma los valores contenidos en el DB de instancia y arranca.
Habilitación de las salidas por parte del sistema operativo
Evaluación de las entradas por parte de la función integrada Parada de la función integrada
Actualización de los valores de salida en el DB de instancia
Transiciones entre estados operativos
Descripción de las acciones
La tabla siguiente relaciona las entradas/salidas integradas especiales de la CPU 312 IFM y de la CPU 314 IFM reservadas para la función integrada Frecuencímetro.
Tabla 3-1 Vista general: entradas/salidas integradas para la función integrada Frecuencímetro en las CPU 312 IFM y 314 IFM
CPU 312 IFM CPU 314 IFM Función
E 124.6 E 126.0 Entrada digital Medida
Nota
En este capítulo se utiliza para los ejemplos una CPU 312 IFM; lo mismo puede realizarse con una CPU 314 IFM si se considera el hecho de que tiene una entrada/salida integrada diferente (v. tabla 3-1).
Apartado Tema Página
3.1 Generalidades sobre el funcionamiento 3-2 3.2 Funcionamiento del frecuencímetro 3-3 3.3 Funcionamiento de los comparadores 3-5
3.4 Parametrizar 3-7
3.5 Conectar los sensores a las entradas/salidas integradas 3-10 3.6 Bloque de función del sistema 30 3-12
3.7 Estructura del DB de instancia 3-14
3.8 Evaluar las alarmas de proceso 3-15
3.9 Cálculo del tiempo de ciclo y del tiempo de reacción 3-17 Entradas/salidas
digitales
Contenido del capítulo
3.1
Generalidades sobre el funcionamiento
En este apartado se presenta el esquema de bloques de la función integrada Frecuen-címetro. Este incluye las partes má importantes de la función integrada con todas las entradas y salidas.
Los apartados 3.2 y 3.3 se refieren al esquema de bloques. En estos capítulos se describe cómo interaccionan las partes más importantes de la función integrada Fre-cuencímetro con sus entradas y salidas.
La función integrada Frecuencímetro permite medir continuamente una frecuencia 10 kHz.
La figura 3-1 muestra el esquema de bloques de la función integrada Frecuencímetro: Limite superior compara-dor Limite inferior compara-dor Frecuencí-metro Frecuencia FREQ Bit de estado STATUS_U Valor de comparación U_LIMIT
Bit de estado STATUS_L Valor de comparación L_LIMIT
Entrada digital Medida de las E/S integradas Ajuste valor de compara-ción SET_U_LIMIT Val. de comparac. lím. sup. PRES_U_LIMIT
Ajuste valor de compara-ción SET_L_LIMIT
Val. de comparación lim. inf. PRES_L_LIMIT
Estado lógico Valor numérico
Figura 3-1 Esquema de bloques de la función integrada Frecuencímetro Introducción
Finalidad de la función integrada
Esquema de bloques
3.2
Funcionamiento del frecuencímetro
El frecuencímetro calcula la frecuencia actual a partir de la señal medida y del tiempo de medición.
La señal medida se conecta a través de la entrada digital Medida, que forma parte de las E/S integradas de la CPU. El frecuencímetro totaliza los flancos positivos de la señal medida durante un determinado tiempo de medición, calculando la frecuencia a partir de dichos datos.
La CPU calcula la frecuencia de acuerdo a dos principios de medida diferentes:
el principio de medida 1 se utiliza en caso de tiempos de medición de 0,1 s, 1 s ó 10 s
el principio de medida 2 se utiliza en caso de un tiempo de medición de 1 ms, 2 ms ó 4 ms
El frecuencímetro calcula la frecuencia conforme a la fórmula siguiente: Frecuencia+Cantidad de flancos positivos
Tiempo de medición
El frecuencímetro calcula la frecuencia midiendo el tiempo entre dos flancos ascen-dentes presentes en la entrada digital Medida.
El tiempo de medición se parametriza con STEP 7. Es posible elegir entre un tiempo de medición de 1 ms, 2 ms, 4 ms, 0,1 s, 1 s ó 10 s. El proceso de medición se re-lanza inmediatamente una vez transcurrido el tiempo de medición para obtener siempre la frecuencia actual.
El tiempo de medición vale 1 s. Durante un tiempo de medición se han totalizado 6500 flancos positivos de la señal medida.
Frecuencia+ 6500
1 s + 6500 Hz
Los tiempos de medición 0,1 s a 10 s se han introducido para poder medir altas Frecuencímetro Diferentes princi-pios de medida Principio de medida 1 Principio de medida 2 Tiempo de medición Ejemplo Características
Los tiempos de medición 1 ms a 4 ms se han introducido para medir frecuencias bajas. Cuanto más baja sea la frecuencia, más preciso será el resultado de la medición. Con frecuencias bajas, con este principio de medida
se logra una precisión de medida alta
es posible reaccionar rápidamente en el proceso (p. ej. disparo de alarma de proceso)
es alta la carga del ciclo
Tras el arranque de la CPU o al abandonar el estado PARADA se ejecuta el OB 1 y se arranca simultáneamente la función integrada Frecuencímetro.
En el principio de medición 1, la primera frecuencia válida se calcula tras el primer tiempo de medición.
En el principio de medida 2, la primera frecuencia válida se calcula como muy tarde una vez transcurrido 2x tiempo de medición o de acuerdo a la fórmula
2 x 1/frecuencia medida (es válido el mayor de estos valores).
Hasta que se calcule la frecuencia válida, en ambos principios de medida la frecuen-cia vale –1.
Arranque (OB100) Ciclo (OB1) Ciclo (OB1) Ciclo (OB1)
–1 Frecuencia válida Tiempo Inicio del 1er
tiempo de medición
Fin del 1er tiempo de medición (prin-cipio de medida 1) o fin de 2x tiempo de medición ó 2 x 1/frecuencia me-dida (principio de meme-dida 2) definida*
* última frecuencia antes del estado PARADA o, si
está activada la remanencia, antes del estado Alimentación Off
PARADA
Figura 3-2 Presentación del primer valor de frecuencia válido
La función integrada Frecuencímetro está diseñada para una frecuencia máxima de 10 kHz.
!
PrecauciónSi la frecuencia actual supera la frecuencia límite de 10 kHz, entonces:ya no está garantizado el correcto funcionamiento de la función integrada.
se eleva la carga del ciclo.
se eleva el tiempo de reacción frente a alarmas de proceso. Características del principio de medida 2 Presentación del primer valor de frecuencia válido Superación de la frecuencia límite
3.3
Funcionamiento de los comparadores
La función integrada Frecuencímetro incorpora dos comparadores que permiten supervisar la observación de un determinado margen de frecuencias.
El límite superior del comparador se viola cuando la frecuencia FREQ supera un valor de comparación U_LIMIT predefinido. En este caso se activa el bit de estado STATUS_U en el SFB 30.
El límite inferior del comparador responde cuando la frecuencia FREQ baja de un valor de comparación L_LIMIT predefinido. En este caso se activa el bit de estado STATUS_L en el SFB 30.
En el programa de usuario puede programarse la evaluación de los bits de estado. Hasta que se presente el primer valor válido de frecuencia, los bits de estado en el SFB 30 tienen estado 0.
Si se supera el valor de comparación U_LIMIT o se baja del valor de comparación L_LIMIT, entonces se dispara, de acuerdo a la parametrización realizada en STEP 7 (tiempo de medición 1, 2 ó 4 ms y alarma de proceso activada) una alarma de pro-ceso.
Comparadores
Límite superior del comparador Límite inferior del comparador Evaluación de los bits de estado Reacciones para-metrizables con tiempos de medi-ción 1, 2 ó 4 ms
La figura 3-3 muestra gráficamente el funcionamiento de los comparadores. Las superficies sombreadas señalizan la violación por defecto o exceso de un valor de comparación. Se ha parametrizado Disparo de alarma.
-1 Se dispara alarma de proceso Frecuencia FREQ Valor de comparación U_LIMIT Bit de estado STATUS_U Valor de comparación L_LIMIT Bit de estado STATUS_L Frecuencia viola límite inferior
Tpo. de medición Se dispara alarma de proceso
Tiempo Tiempo Tiempo Frecuencia viola límite inferior Frecuencia viola límite superior
Figura 3-3 Funcionamiento de los comparadores
Los parámetros de entrada PRES_U_LIMIT ó PRES_L_LIMIT en el SFB 30 permi-ten ajustar nuevos valores de comparación para los límites superior e inferior de los comparadores. Los nuevos valores de comparación actúan cuando aparezcan flancos positivos en los parámetros de entrada SET_U_LIMIT ó SET_L_LIMIT en el SFB 30.
Si tras prescribir un nuevo valor de comparación límite superior/límite inferior la frecuencia actual supera por exceso/por defecto dicho valor de comparación, enton-ces se dispara una alarma de proenton-ceso (siempre que haya sido activada esta opción con STEP 7). Funcionamientode loscomparadores Reajuste de valores de comparación
3.4
Parametrizar
La función integrada se parametriza utilizando STEP 7. La forma de trabajar con STEP 7 figura descrita en el manual de usuario Software estándar para S7 y M7, STEP 7.
La tabla 3-2 relaciona los parámetros para la función integrada Frecuencímetro.
Tabla 3-2 Bloque de parámetros ”Entradas/salidas integradas”
Parámetro Explicación Margen Ajuste por
defecto
Número del DB de instancia
El DB de instancia incluye los datos que inter-cambian la función integrada y el programa de usuario. 1 a 63 CPU 314 IFM 1 a 127 62 Tiempo de medición
El tiempo de medición es el intervalo durante el cual la función integrada calcula una frecuencia actual. 0,1 s; 1 s; 10 s; 1 ms; 2 ms; 4 ms 1 s Actualización automática en el punto de control del ciclo1
Se define si en el punto de control de ciclo se actualizan los DB de instancia de las funciones integradas.
activada/ desactivada
activada
Valor baja del límite inferior del valor de comparación
Alarma de proceso2
Es posible ajustar que se dispare una alarma de proceso cuando el valor real baje del valor de comparación L_LIMIT.
activada/ desactivada
desactivada
Valor supera límite superior del valor de comparación
Alarma de proceso2
Es posible ajustar que se dispare una alarma de proceso cuando el valor real supere el valor de comparación U_LIMIT.
activada/ desactivada
desactivada
1 Este parámetro sólo puede ajustarse en la CPU 314 IFM; en la CPU 312 IFM, este parámetro
se activa automáticamente.
2 Alarma de proceso sólo ajustable en caso de tiempos de medición parametrizados de 1, 2 y 4 ms.
Parametrización con STEP 7
Parámetros y sus valores posibles
La medición tiene una resolución tanto mayor cuanto mayor sea el tiempo de medi-ción. La tabla 3-3 muestra la resolución de la medición en función del tiempo de medición parametrizado.
Tabla 3-3 Resolución de la medición con tiempos de medición de 0,1 s, 1 s y 10 s
Tiempo de medición
Resolución Ejemplo para flancos
positivos durante 1 tiempo de medición
Frecuencia
0,1 s La frecuencia es ajustable en pasos de 10 Hz
900 9000 Hz
j p
de 10 Hz.
901 9010 Hz
1 s La frecuencia es ajustable en pasos de 1 Hz
900 900 Hz
j p
de 1 Hz.
901 901 Hz
10 s La frecuencia es ajustable en pasos de 0 1 Hz
900 90 Hz
j p
de 0,1 Hz.
901 90,1 Hz
El frecuencímetro calcula la frecuencia a intervalos grandes, es decir, si se utiliza un tiempo de medición grande raramente se dispone de un valor de frecuencia actual.
La precisión de la medición depende de la frecuencia medida y del tiempo de medición.
La tabla 3-4 muestra el error de medición máximo para una frecuencia límite de 10 kHz y los tiempos de medición parametrizables
Tabla 3-4 Precisión de la medición con tiempos de medición de 0,1 s, 1 s y 10 s
Frecuencia Tiempo de medición Error de medición máximo
en % del valor medido
10 kHz 0,1 s 1,1 %
10 kHz 1 s 0,11 %
10 kHz 10 s 0,011 %
La fórmula siguiente permite calcular el error de medición máximo de la frecuencia medida:
Error máx. en % del valor medido+
0, 001 s) 1 Frecuencia en Hz Tiempo de medición en s 100 % Resolución con tiempos de medición 0,1 s, 1 s y 10 s Desventaja de un tiempo de medi-ción grande Precisión de la medición con tiempos de medición 0,1 s, 1 s y 10 s
Cálculo del error de medición con tiempos de medición 0,1 s, 1 s y 10 s
En el caso de un tiempo de medición de 1 ms, 2 ms ó 4 ms, la resolución que utiliza internamente el sistema de medición entre dos flancos es siempre la misma, es decir = 1 mHz.
Importante: Frecuencias < 20 mHz conducen a la presentación de un valor de
fre-cuencia de 0.
La precisión de la medida depende de la frecuencia medida y del tiempo de medi-ción. La medida es tanto más precisa cuanto menor sea la frecuencia y mayor el tiempo de medición.
La tabla 3-5 muestra el error de medida máximo para una frecuencia límite de 10 kHz y los tiempos de medición parametrizables.
Tabla 3-5 Precisión de la medida con tiempos de medición 1ms, 2 ms y 4 ms
Frecuencia Tiempo de medición Error de medida máx en %
del valor medido
10 kHz 1 ms 5 %
10 kHz 2 ms 2 %
10 kHz 4 ms 1 %
La fórmula siguiente permite calcular el error de medida máximo de la frecuencia medida:
Error máx. = $frecuencia en Hz factor en % / 100 $ 0,001 H
El factor para calcular el error de medida en la fórmula anterior depende de tipo de CPU.
El factor no puede superar un valor máximo, es decir si para su aplicación la fórmula de la tabla siguiente da un factor mayor que el factor máximo, entonces, en la fórmula para calcular el error de medida deberá utilizarse el factor máximo.
Tabla 3-6 Factor para calcular el error de medida máx. de la función integrada Frecuencímetro
CPU Fórmula para calcular el factor Factor máx. para tiempo de
medición: 1 ms 2 ms 4 ms Resolución con tiempos de medi-ción 1 ms, 2 ms y 4 ms Precisión con tiempos de medi-ción 1 ms, 2 ms y 4 ms
Cálculo del error de medida con tiempos de medi-ción 1 ms, 2 ms y 4 ms
3.5
Conectar los sensores a las entradas/salidas integradas
Para el cableado se considera la CPU 312 IFM; para la CPU 314 IFM rige lo mismo con la única diferencia de que la entrada/salida integrada es otra (v. tabla 3-1).
La tabla 3-7 relaciona los bornes de conexión de las entradas/salidas integradas de la CPU 312 IFM para la función integrada Frecuencímetro.
Tabla 3-7 Bornes de conexión para los sensores (CPU 312 IFM)
Borne de conexión Designación Descripción
8 E 124.6 Medida
18 L+ Tensión de alimentación
19 M Masa
La figura 3-4 muestra la forma de conectar el sensor (p. ej. detector BERO) a las entradas/salidas integradas de la CPU 312 IFM.
Entradas/salidas integradas BERO Utilizar cable de señal apantallado 24 V I 124.0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 125.0 I 1 Q124.0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 M L+
Figura 3-4 Cablear los sensores (CPU 312 IFM) Introducción
Bornes de conexión
Esquema de conexión
Para conectar el sensor es necesario utilizar un cable de señal apantallado; la pan-talla deberá contactarse con tierra. Para ello conviene utilizar el componente deno-minado estribo de contactado de pantallas.
Informaciones extensas relativas al contactado de la pantalla del cable figuran en el manual Autómata programable S7-300, Configuración, instalación y datos de las CPU.
3.6
Bloque de función del sistema 30
La función integrada Frecuencímetro está asociada al SFB 30. En la figura 3-5 puede verse la representación gráfica del SFB 30.
PRES_U_LIMIT EN PRES_L_LIMIT SET_U_LIMIT SET_L_LIMIT ENO U_LIMIT FREQ L_LIMIT STATUS_U STATUS_L SFB 30
Controlado por flanco Controlado por flanco
Figura 3-5 Representación gráfica del SFB 30
La tabla 3-8 relaciona la explicación de los parámetros de entrada del SFB 30.
Tabla 3-8 Parámetros de entrada del SFB 30
Parámetro de entrada
Explicación
EN EN es el parámetro de entrada para habilitar el SFB 30. Este parámetro hace que se ejecute el SFB. Este parámetro de entrada no tiene ningún efecto sobre la ejecución de la función integrada. El SFB se eje-cuta mientras EN = 1. En caso de EN = 0, no se ejecua el SFB.
Tipo de datos: BOOL Operando: I, Q, M, L, D Valores posibles: 0/1 (FALSE/TRUE)
PRES_U_LIMIT En este parámetro de entrada puede ajustarse un nuevo valor de comparación PRES_U_LIMIT, que se activa tan pronto aparezca un flanco positivo en el parámetro de entrada SET_U_LIMIT.
Tipo de datos: DINT Operando: I, Q, M, L, D Valores posibles: de –2147483648 a 2147483647 PRES_L_LIMIT En este parámetro de entrada puede ajustarse un nuevo valor de comparación PRES_L_LIMIT, que se
activa tan pronto aparezca un flanco positivo en el parámetro de entrada SET_L_LIMIT.
Tipo de datos: DINT Operando: I, Q, M, L, D Valores posibles: de –2147483648 a 2147483647 SET_U_LIMIT Tras un flanco positivo se activa el valor de comparación PRES_U_LIMIT. Simultáneamente, el bit de
estado STATUS_U se pone en función del nuevo valor de comparación. SFB 30
Parámetros de entrada del SFB 30
Tabla 3-8 Parámetros de entrada del SFB 30, continuación
Parámetro de entrada
Explicación
SET_L_LIMIT Tras un flanco positivo se activa el valor de comparación PRES_L_LIMIT. Simultáneamente, el bit de estado STATUS_L se pone en función del nuevo valor de comparación.
Tipo de datos: BOOL Operando: I, Q, M, L, D Valores posibles: 0/1 (FALSE/TRUE)
En la tabla 3-9 figura la explicación de los parámetros de salida del SFB 30.
Tabla 3-9 Parámetos de salida del SFB 30
Parámetro de salida
Explicación
ENO El parámetro de salida ENO señaliza si ha aparecido un error durante la ejecución del SFB. En caso de ENO = 1 no ha aparecido ningún error. En caso de ENO = 0, el SFB no se ha ejecutado o se ha ejecutado erróneamente.
Tipo de datos: BOOL Operando: I, Q, M, L, D Valores posibles: 0/1 (FALSE/TRUE) FREQQ En este parámetro de salida se emite la frecuencia medida en mHz.
Tipode datos: DINT Operando: I, Q, M, L, D Valores posibles: de –1 a 10000000 U_LIMIT En este parámetro de salida se emite el valor de comparación U_LIMIT actual.
Tipo de datos: DINT Operando: I, Q, M, L, D Valores posibles: de –2147483648 a 2147483647 L_LIMIT En este parámetro de salida se emite el valor de comparación L_LIMIT actual.
Tipo de datos: DINT Operando: I, Q, M, L, D Valores posibles: de –2147483648 a 2147483647 STATUS_U El parámetro de salida STATUS_U muestra la comparación valor actual – valor de comparación
U_LIMIT:
Frecuencia FREQ u Valor de comparación U_LIMIT: Parámetro de salida STATUS_U activado.
Frecuencia FREQ v Valor de comparación U_LIMIT: Parámetro de salida STATUS_U desactivado. Tipo de datos: BOOL Operando: I, Q, M, L, D Valores posibles: 0/1 (FALSE/TRUE)
STATUS_L El parámetro de salida STATUS_L muestra la comparación valor actual – valor de comparación L_LIMIT:
Frecuencia FREQ w Valor de comparación L_LIMIT: Parámetro de salida STATUS_L desactivado.
Frecuencia FREQ t Valor de comparación L_LIMIT: Parámetro de salida STATUS_L activado. Tipo de datos: BOOL Operando: I, Q, M, L, D Valores posibles: 0/1 (FALSE/TRUE)
Parámetros de salida del SFB 30
3.7
Estructura del DB de instancia
La tabla 3-10 muestra la estructura y ocupación del DB de instancia de la función integrada Frecuencímetro.
Tabla 3-10 DB de instancia del SFB 30
Operando Símbolo Significado
DBD 0 PRES_U_LIMIT Valor de comparación Limite superior (nuevo) DBD 4 PRES_L_LIMIT Valor de comparación Límite inferior (nuevo) DBX 8.0 SET_U_LIMIT Activar valor de comparación Límite superior DBX 8.1 SET_L_LIMIT Activar valor de comparación Límite inferior
DBD 10 FREQ Frecuencia
DBD 14 U_LIMIT Valor de comparación Limite superior (actual) DBD 18 L_LIMIT Valor de comparación Límite inferior (actual) DBX 22.0 STATUS_U Bit de estado Limite superior
DBX 22.1 STATUS_L Bit de estado Limite inferior
Los datos para la función integrada Frecuencímetro tienen 24 bytes de longitud y comienzan en la dirección 0 en el DB de instancia.
DB de instancia del SFB 30
Longitud del DB de instancia
3.8
Evaluar las alarmas de proceso
Cuando se dan determinados eventos, la función integrada Frecuencímetro activa una alarma de proceso, siempre que, utilizando STEP 7, se haya parametrizado un tiempo de medición de 1 ms, 2 ms ó 4 ms y se haya activado la opción de alarma de proceso.
La tabla 3-11 describe los posibles eventos que pueden conducir a una alarma de proceso, así como la parametrización que deberá realizar utilizando STEP 7.
Tabla 3-11 Eventos que pueden conducir a una alarma de proceso
Alarmas de proceso en caso de Descripción Parametrización
El valor real baja del límite inferior del valor de comparación
Se dispara alarma de proceso cuando el valor real baja del límite inferior del valor de comparación
baja del límite inferior del valor de comparación: alarma de pro-ceso activada
El valor real supera el límite superior del valor de comparación
Se dispara alarma de proceso cuando el valor real supera el límite superior del valor de comparación
supera el límite superior del va-lor de comparación: alarma de proceso activada
Introducción
Eventos
Cuando aparece una alarma de proceso, entonces se llama el OB de tratamiento de alarmas de proceso (OB 40). El evento que provoca la llamada de OB 40 está defi-nido en la información de arranque (sección de declaración) del OB 40.
La tabla 3-12 muestra las variables temporales relevantes (TEMP) del OB 40 para la función integrada Frecuencímento de la CPU 312 IFM/314 IFM. El OB 40 está des-crito en el Manual de referencia Funciones del sistema y funciones estándar.
Tabla 3-12 Información de arranque del OB 40 para la función integrada Frecuencímetro
Variable Tipo datos Descripción
OB40_MDL_ADDR WORD B#16#7C Indicación en la palabra de datos locales 6:
dirección del módulo que dispara la alarma (aquí la CPU) OB40_POINT_ADDR DWORD v. fig. 3-6 Indicación en la palabra de datos locales 8:
la función integrada que dispara la alarma
el evento que ha disparado la alarma
En las variables OB40_POINT_ADDR es posible leer qué función integrada ha dis-parado la alarma y qué evento ha provocado la misma. La figura siguiente muestra la correspondencia con los bits de la palabra doble de datos locales 8.
0 Nº bit 5 4 3 2 1
31 30
Función integrada Fre-cuencímetro ha disparado la alarma de proceso
6 7
reservado reservado
Valor real supera el límite superior del valor de comparación
Valor real baja del límite inferior del valor de comparación 29 28 27 26 LD 8 1 0 0 0 0 0 0 0 LB 8 LB 11 25 24
Figura 3-6 Información de arranque del OB 40: qué evento ha disparado la alarma (Frecuencímetro)
La forma de evaluar alarmas de proceso en el programa de usuario está descrito en OB de alarma de proceso Información de arranque del OB 40 para fun-ción integrada Indicación del evento que ha disparado la alarma Evaluación en
3.9
Cálculo de los tiempos de ciclo y del tiempo de reacción
El cálculo del tiempo de ciclo para las CPU se describe extensamente en el manual Autómata programable S7-300, Configuración, instalación y datos de las CPU. Seguidamente se dan los tiempos que es preciso considerar suplementariamente cuando está activada la función integrada Frecuencímetro.
El tiempo de ciclo puede calcularse con la fórmula siguiente:
Tiempo de ciclo = t1 + t2 + t3 + t4
t1 = Tiempo de transferencia de imagen de proceso (PAE y PAA)1
t2 = Tiempo de ejecución del sistema operativo inclusive carga por parte de una
función integrada1 en curso
t3 = Tiempo de ejecución2 del programa de usuario inclusive tiempo de ejecución
del SFB cuando en el ciclo de programa se efectúa una llamada a SFB3
t4 = Tiempo de actualización del DB de instancia en el punto de control del ciclo
(si la actualización se ha parametrizado con STEP 7)
El tiempo de ejecución típico del SFB 30 vale 220 s.
El tiempo de actualización del DB de instancia en el punto de control de ciclo vale para la función integrada Frecuencímetro 100 s.
Es necesario considerar que el tiempo de ciclo puede prolongarse debido a:
ejecución controlada por tiempo
tratamiento de alarmas
funciones de diagnóstico y rutinas de tratamiento de errores
La función FI Frecuencímetro se tiene: tiempo de reacción = tiempo de reacción a alarma de proceso. El tiempo de reacción a alarma de proceso es el período que transcurre entre la violación por exceso o defecto del valor de comparación actual y el tratamiento del OB 40. Para el tiempo de medición parametrizado de 1, 2 ó 4 ms se tiene: Introducción Cálculo Tiempo de ejecu-ción del SFB 30 Tiempo de actualización del DB de instancia Prolongación del tiempo de ciclo Tiempo de reacción
