Manejo de Variables Anal´ogicas S7-300

1
Manejo de Variables Analógicas S7-300
Giraldo Castillo, Oscar
oscar.gi.cast@gmail.com
Universidad Nacional de Ingenierı́a
I.
E
P ROBLEMA 1
N el proceso de pesaje de bolsas se tiene el esquema
mostrado en la figura 1, en la cual se observa:
1. Una balanza sobre la cual se ponen los sacos a pesar.
La balanza tiene un rango de medición de 0 a 80kg,
enviando una señal proporcional de 4 - 20mA. La
balanza requiere que antes de iniciar el pesaje se envı́a
un pulso, por medio de la variable TARA, de 1seg. de
duración.
2. Una electroválvula (VAL) proporcional que abre de 0 a
100 % por medio de una señal de 4 - 20mA.
3. Un display numérico que mide de 0 a 99.99 con una
señal de entrada de 4 - 20 mA.
4. Un PLC.
llega a 60kg la válvula cierra totalmente (0 % de apertura),
dado por terminado el proceso. Mientras esto ocurre, el display
va indicando al operador de peso que tiene en la bolsa en todo
momento, valor que envı́a el PLC.
A continuación se muestran la lista de los sı́mbolos usados:
Sı́mbolo
CON PRI
DESESCALAR
DISP
ESCALAR
PESO
PUL ARR
PUL PAR
PUL PESA
TARA
VAL
Dirección
A 4.0
FC 2
PAW 306
FC 1
PEW 288
E 0.0
E 0.1
E 0.2
A 4.1
PAW 304
Tipo de dato
BOOL
FC 2
WORD
FC 1
WORD
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
WORD
Implementamos la función ESCALAR (Ec. 1):
Salida = V ARmin +
Figura 2. Paso 1
Figura 1. Diagrama del proceso
Se requiere hacer el programa par que se realice el pesaje de
bolsa de la siguiente manera: Se tiene un pulsador de arranque
(NA) PUL ARR, un pulsador de parada(NC) PUL PARA y
un contactor CON PRI que da arranque al sistema. Adicionalmente se tiene un pulsador de inicio PUL PESA de inicio
de pesaje, que acciona el operador cuando ha puesto un saco
vacio en la boquilla del tanque de granos. Cuando se pulsa
PUL PESA, el PLC envı́a un pulso de 1seg. PUL PESA a
la balanza para su respectiva activación, paralelamente espera
2seg. y abre la válvula VAL al 100 % empezándose a llenar el
saco. Cuando el peso llega a 55kg, el PLC cierra la válvula
VAL hasta quedar abierta al 10 %. Finalmente cuando el saco
Figura 3. Paso 2
Entrada − Xmin
(V ARmax −V ARmin )
Xmax − Xmin
(1)
2
Figura 4. Paso 3
Figura 8. Paso 7
Figura 5. Paso 4
Figura 9. Paso 8
Figura 6. Paso 5
Figura 10. Paso 9
Implementamos la función DESESCALAR (Ec. 2):
Salida = Xmin +
Figura 7. Paso 6
Figura 11. Paso 1
Entrada − V ARmin
(Xmax − Xmin )
V ARmax − V ARmin
(2)
3
Figura 12. Paso 2
Figura 16. Paso 6
Figura 13. Paso 3
Figura 17. Paso 7
Figura 18. Paso 8
Figura 14. Paso 4
Figura 19. Paso 9
Figura 15. Paso 5
Implementamos la función principal (OB1) considerando las
variables analógicas con una resolución de 12 bits, donde el
rango de X es definido por la misma resolución del modulo
analógico, y el rango de VAR es propio de la variable fı́sica:
4
Figura 20. Paso 1: Condiciones iniciales de la válvula (VAL).
Figura 22. Paso 3: Mostramos en todo instante el valor del peso medido
Figura 23. Paso 4
Figura 21. Paso 2
Figura 24. Paso 5
5
Figura 29. Paso 10
Figura 25. Paso 6
Figura 26. Paso 7
Figura 30. Paso 11
II.
E
Figura 27. Paso 8
Figura 28. Paso 9
P ROBLEMA 2
N un horno eléctrico tienen 3 grupos de resistencias: R1,
R2, R3, para calentar en forma regulada un bloque de
acero que ha sido templado, las cuales son conectadas o desconectadas por tres contactores C 1, C 2 y C 3 respectivamente
y trabajaran de la siguiente manera: a) Al encender el horno,
se enciende el motor M1, y se conectan las 3 resistencias,
elevando su temperatura desde la temperatura ambiente de
28C hasta que la temperatura sea menos a 180C. b) Cuando
la temperatura del horno es igual o mayor a 180 y menor
de 450C se apaga la resistencia R1 quedando conectadas R2
y R3. c) Cuando la temperatura es mayor o igual a 450C
y menor que 600C, se apaga R2 quedando conectada R3.
d) Cuando la temperatura se hace igual a 600C se apagan
la resistencia R3 quedando asi por un tiempo de 30m. e)
Despues de ese tiemp, se abre el deflector del horno 25 %,
bajando su temperatura hasta hacerce igual a 400C. f) En este
valor, abre el deflector del horno hasta el 60 %, bajando la
temperatura hasta hacerse igual a 150C. g) En este valor se
abre el deflector hasta 85 %, bajando hasta 28C, temperatura
en la cual se detiene M1. Hacer el programa en ladder y
bloque de funciones que realiza el procesos de calentamiento enfriamiento descrito. Se los elementos mostrados en la figura,
ademá de los pulsadores de arranque permanentemente abierto
(PUL ARR), parada permanentemente cerrado (PUL PARA)
y el contactor principal (CON PRI). Ver Figura 31
6
Figura 31. Diagrama del proceso
A continuación se muestran la lista de los sı́mbolos usados:
Figura 33. Paso 2
Sı́mbolo
C 1
C 2
C 3
CON PRI
DEFLECTOR
DESESCALAR
ESCALAR
M1
PARADA
PUL ARR
PUL PAR
STOP
TEMPERATURA
Dirección
A 4.1
A 4.2
A 4.3
A 4.0
PAW 306
FC 2
FC 1
A 4.4
M 0.6
E 0.0
E 0.1
M 0.5
PEW 288
Tipo de dato
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
WORD
FC 2
FC 1
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
WORD
Figura 34. Paso 3
Haciendo uso de las funciones ESCALAR y DESESCALAR vistas en el Problema 1, creamos la función principal
OB1 para este problema considerando las variables analógicas
con una resolución de 12 bits:
Figura 35. Paso 4
Figura 32. Paso 1
7
Figura 36. Paso 5
Figura 40. Paso 9
Figura 37. Paso 6
Figura 38. Paso 7
Figura 41. Paso 10
Figura 39. Paso 8
8
Figura 44. Paso 13
Figura 42. Paso 11
Figura 45. Paso 14
Figura 43. Paso 12
Figura 46. Paso 15
Figura 47. Paso 16