automatización industrial plcs simatic s7. qué es un p.l.c.? p.l.c. (programmable logic...

Automatización IndustrialAutomatización Industrial

PLCsPLCs

SIMATIC S7SIMATIC S7

Qué es un P.L.C.?Qué es un P.L.C.?

P.L.C. (Programmable Logic P.L.C. (Programmable Logic Controller) significa Controlador Controller) significa Controlador Lógico Programable.Lógico Programable.

Un PLC es un dispositivo usado Un PLC es un dispositivo usado para controlar. Este control se para controlar. Este control se realiza sobre la base de una lógica, realiza sobre la base de una lógica, definida a través de un programa. definida a través de un programa.

Estructura de un Controlador Estructura de un Controlador Lógico Programable Lógico Programable

FuncionamientoFuncionamiento

Para explicar el funcionamiento del Para explicar el funcionamiento del PLC, se pueden distinguir las PLC, se pueden distinguir las siguientes partes:siguientes partes:• Interfaces de entradas y salidasInterfaces de entradas y salidas• CPU (Unidad Central de Proceso)CPU (Unidad Central de Proceso)• MemoriaMemoria• Dispositivos de ProgramaciónDispositivos de Programación

FuncionamientoFuncionamiento

El usuario ingresa el programa a través del El usuario ingresa el programa a través del dispositivo adecuado (un cargador de programa o dispositivo adecuado (un cargador de programa o PC) y éste es almacenado en la memoria de la CPU.PC) y éste es almacenado en la memoria de la CPU.

La CPU, que es el "cerebro" del PLC, procesa la La CPU, que es el "cerebro" del PLC, procesa la información que recibe del exterior a través de la información que recibe del exterior a través de la interfaz de entrada y de acuerdo con el programa, interfaz de entrada y de acuerdo con el programa, activa una salida a través de la correspondiente activa una salida a través de la correspondiente interfaz de salida.interfaz de salida.

Evidentemente, las interfaces de entrada y salida Evidentemente, las interfaces de entrada y salida se encargan de adaptar las señales internas a se encargan de adaptar las señales internas a niveles del la CPU. Por ejemplo, cuando la CPU niveles del la CPU. Por ejemplo, cuando la CPU ordena la activación de una salida, la interfaz ordena la activación de una salida, la interfaz adapta la señal y acciona un componente adapta la señal y acciona un componente (transistor, relé, etc.)(transistor, relé, etc.)

Cómo funciona la CPU? Cómo funciona la CPU?

• Al comenzar el ciclo, la CPU lee el estado de las entradas.

• A continuación ejecuta la aplicación empleando el último estado leído.

• Una vez completado el programa, la CPU ejecuta tareas internas de diagnóstico y comunicación.

• Al final del ciclo se actualizan las salidas.

• El tiempo de ciclo depende del tamaño del programa, del número de E/S y de la cantidad de comunicación requerida.

Cómo funciona la CPU? Cómo funciona la CPU?

Ciclo PLC

Ventajas en el uso del PLC Ventajas en el uso del PLC comparado con sistemas basados comparado con sistemas basados

en relé o sistemas en relé o sistemas electromecánicoselectromecánicos

Flexibilidad:Flexibilidad: Posibilidad de reemplazar la lógica cableada de un tablero o de un circuito impreso de un sistema electrónico, mediante un programa que corre en un PLC.

Tiempo:Tiempo: Ahorro de tiempo de trabajo en las conexiones a realizar, en la puesta en marcha y en el ajuste del sistema.

Cambios:Cambios: Facilidad para realizar cambios durante la operación del sistema.

Confiabilidad Confiabilidad Espacio Espacio Modularidad Modularidad EstandarizaciónEstandarización

Componentes del P.L.C. Componentes del P.L.C.

Unidad central de procesamiento (CPU):Unidad central de procesamiento (CPU): que constituye el "cerebro" del sistema y toma decisiones en base a la aplicación programada.

Módulos para señales digitales y analógicas Módulos para señales digitales y analógicas (I/O)(I/O)

Procesadores de comunicación (CP)Procesadores de comunicación (CP) para facilitar la comunicación entre el hombre y la máquina o entre máquinas. Se tiene procesadores de comunicación para conexión a redes y para conexión punto a punto.

Módulos de función (FM)Módulos de función (FM) para operaciones de cálculo rápido.


Existen otros componentes que se adaptan a los requerimientos de los usuarios:

Módulos de suministro de energía Módulos de interfaces para conexión de

racks múltiples en configuración multi-hilera


En los módulos de entrada pueden ser conectados:• Sensores inductivos, capacitivos,

ópticos • Interruptores • Pulsadores • Llaves • Finales de carrera • Detectores de proximidad


En los módulos de salida pueden ser conectados:

• Contactores • Electroválvulas • Variadores de velocidad • Alarmas

Quince años de innovaciones en autómatas Quince años de innovaciones en autómatas programables han hecho de SIMATIC no sólo programables han hecho de SIMATIC no sólo el líder mundial sino también un sinónimo de el líder mundial sino también un sinónimo de autómata programable (PLC).autómata programable (PLC).

Para que esto siga también en el futuro se ha Para que esto siga también en el futuro se ha creado una plataforma de sistema creado una plataforma de sistema completamente innovada: SIMATIC® S7.completamente innovada: SIMATIC® S7.

En SIMATIC® S7 se pueden integrar los En SIMATIC® S7 se pueden integrar los sistemas SIMATIC® existentes.sistemas SIMATIC® existentes.

La familia está compuesta por la gama de La familia está compuesta por la gama de PLC SIMATIC S7-200, S7-300y S7-400 PLC SIMATIC S7-200, S7-300y S7-400

Familia SIMATIC de PLCsFamilia SIMATIC de PLCs

Los autómatas programables no se limitan a funciones de control lógico sino que también permiten • Regular, • Posicionar, • Contar, dosificar, • Mandar válvulas y mucho más.

Para ello se ofrecen los módulos/tarjetas inteligentes adecuadas: controladas por microprocesador, realizan de forma completamente autónoma tareas especiales de tiempo crítico, y están unidas al proceso a través de canales de E/S propios. Esto alivia a la CPU de carga adicional.

Campo de aplicaciónCampo de aplicación

Sistemas de transporteSistemas de transporte:: por ejemplo cintas transportadoras.

Controles de entrada y salidaControles de entrada y salida: integración fácil en dispositivos de espacio reducido, como por ejemplo en barreras de aparcamientos o entradas.

Sistemas de elevaciónSistemas de elevación Otras aplicacionesOtras aplicaciones: :

Líneas de ensamblaje / Sistemas de embalaje / Máquinas expendedoras / Controles de bombas / Mezclador / Equipos de tratamiento y manipulación de material / Maquinaria para trabajar madera / Paletizadoras / Máquinas textiles / Máquinas herramientas

Campo de aplicaciónCampo de aplicación

¿Cuándo?¿Cuándo?

Salvar grandes distancias entre el proceso y los módulos/tarjetas de E/S, el cableado para ello necesario puede hacerse complicado, poco claro y propenso a perturbaciones y para que el autómata pueda configurarse modularmente y tener flexibilidad.

El sistema de periferia descentralizada permite operar las unidades periféricas descentralizadas, los miniautómatas y gran cantidad de otros dispositivos de campo a pie del proceso hasta una distancia de 23 km.

Los equipos así interconectados se comunican a través del bus de campo rápido PROFIBUS-DP.

Sistema de periferia Sistema de periferia descentralizadadescentralizada

La familia SIMATIC® ofrece una atractiva La familia SIMATIC® ofrece una atractiva gama de equipos de programación que va gama de equipos de programación que va de la económica programadora de mano de la económica programadora de mano hasta el equipo de mesa de altas hasta el equipo de mesa de altas prestaciones.prestaciones.

Software: Sistema operativo Windows Software: Sistema operativo Windows 95/98/NT y STEP® 7 para escribir los 95/98/NT y STEP® 7 para escribir los programas, documentarlos y probarlos. programas, documentarlos y probarlos.

Unidades de programación, Unidades de programación, softwaresoftware

La productividad de la producción depende fuertemente de La productividad de la producción depende fuertemente de la flexibilidad de los sistemas de control en ella utilizados. la flexibilidad de los sistemas de control en ella utilizados. Sin embargo, a medida que se recurre a soluciones Sin embargo, a medida que se recurre a soluciones descentralizadas, con sus grandes ventajas de flexibilidad, descentralizadas, con sus grandes ventajas de flexibilidad, se incrementan también las necesidades de intercambio de se incrementan también las necesidades de intercambio de datos entre los autómatas y con el computador central.datos entre los autómatas y con el computador central.

SIMATIC® ofrece para ello dos soluciones:SIMATIC® ofrece para ello dos soluciones:• En caso de En caso de pocas estacionespocas estaciones de comunicación, de comunicación,

conexiones punto a puntoconexiones punto a punto directamente de CPU a CPU o directamente de CPU a CPU o a través de procesadores de comunicaciones.a través de procesadores de comunicaciones.

• En caso de En caso de muchos autómatasmuchos autómatas interconectados por interconectados por red, comunicación red, comunicación vía busvía bus a través de una de las redes a través de una de las redes locales locales Industrial Ethernet o PROFIBUSIndustrial Ethernet o PROFIBUS..

Comunicación abierta Comunicación abierta

Interfaces para trabajar en equipo o Interfaces para trabajar en equipo o red: red:

• El P.P.I. (Interface Punto por Punto)El P.P.I. (Interface Punto por Punto)• El M.P.I. (Interface Multi Punto) El M.P.I. (Interface Multi Punto) • El Profibus-DP El Profibus-DP • A nivel industrial redes tales como la Profibus-A nivel industrial redes tales como la Profibus-

FMS, Industrial Ethernet, etc., FMS, Industrial Ethernet, etc.,


Interface punto por punto (P.P.I)Interface punto por punto (P.P.I)

Esta interface permite la comunicación de Esta interface permite la comunicación de nuestro dispositvo con otros tales como nuestro dispositvo con otros tales como modems, scanners, impresoras, etc., situados a modems, scanners, impresoras, etc., situados a una cierta distancia del PLC. una cierta distancia del PLC.

Comunicación serial vía RS 232 y RS 485.Comunicación serial vía RS 232 y RS 485. Procesador de comunicaciones CP. Procesador de comunicaciones CP.


INTERFACE MULTIPUNTO (M.P.I.)INTERFACE MULTIPUNTO (M.P.I.) Las CPUs de la flia 300 y 400 lo incorporan desde fábrica. Con éste puerto se puede comunicar fácilmente a distancias

reducidas sin requerir módulos adicionales, por ejemplo hacia equipos de M+V (manejo + visualización), unidades de programación y otros autómatas S7-300 o S7- 400 para probar programas o consultar valores de estado.

Distancia máxima entre dos estaciones o nudos de red de MPI adyacentes: 50 metros (sin repetidores); 1100 metros (con dos repetidores); 9100 metros (con más de 10 repetidores en serie); por encima de los 500 Klm. (cable de fibra óptica, con módulos de conexión ópticas)

Capacidad de expansión: los componentes comprobadores de campo son usados para configurar la comunicación de interface multipunto: cables LAN, conectores LAN y repetidores RS485, desde el PROFIBUS y la línea de productos de entradas/salidas distribuidas.


PROFIBUS DPPROFIBUS DP

Esta interface de comunicación es usada para gran capacidad de transmisión de datos, llamada Simatic Net o Sinec L2 de Siemmens.

El PLC puede desenvolverse como maestro – esclavo, además también se dispone de los prácticos servicios de comunicación llamados Datos Globales.

Para entablar comunicación se utilizan cables LAN, conectores LAN, repetidores, etc.

Digamos entonces que es una red suplementaria que ofrece un gran rendimiento, arquitectura abierta o descentralizada y gran robustez o confiabilidad.

Existe además la gran ventaja del Manejo + Visualización (paneles de operador, llamados Coros) que permite tanto en ésta interface como en las otras de la búsqueda de errores a partir de cualquier dispositivo y así por ejemplo generar una base de datos con los errores (hora y tipo) que puedan existir.


Familia del SIMATIC S7Familia del SIMATIC S7

La Familia del Sistema SIMATIC S7

SIMATIC

WinCC

SIMATIC

PC

SIMATIC

DPSIMATIC

PLCs

SIMATIC

HMI

SIMATIC

NET

SIMATIC

PCS 7

SIMATIC

Software

SIMATIC

Visión Global de SIMATIC

ControladoresSIMATIC

SIEMENS

SIMATIC

SF

RUN

STOP

Q0.0

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.4

Q0.5

I0.0

I0.1

I0.2

I0.3

I0.4I0.5

I0.6I0.7

S7-200

CPU 212

SIMATIC PGSIMATIC PC

PG 740

SIEMENS

7 8 9

4 5 6

1 2 3

0

.D E F

A B CI N S

D E LS H I F T H E L P

E S C

E N T E R

A C K

S IM A T I C O P 17

S H IF T

H E L PK1 K 5 K6 K7 K 8K2 K 3 K4

K 9 K10 K 11 K 12 K1 3 K14 K 15 K16

SIMATIC HMI

ASI

FM

SV

SIMATIC DP

SIMATIC NET

PROFIBUS-DP

Ethernet Industrial

PROFIBUS

Red - MPISIMATIC NET

S7-200

S7-300

S7-400

La Familia SIMATIC S7

Autómatas de gama alta

Autómatas de gama media

Autómatas de gama baja: microautómatas

+ Herramientas de programación+ Software STEP 7/ STEP 7 Micro/WIN + Comunicación+ Manejo y visualización

S7-400

S7-400: Módulos

PS CPU SM: DI

SM: DO

SM: AI

SM: AO

CP FM SM IM

S7-400: Diseño de la CPU (1ª Parte)

EXT.-BATT.

5...15V DC

X3

X1

4 1 4 - 2 XG 0 0 - 0 AB 0

C P U 4 1 4 -2

X 2 3 4

INTF

EXTF

STOP

RUN

CRST

FRCE

CRST

WRST

RUN-PRUN

STOPCMRES

INTF

EXTF

BUSF

DP

EXT.-BATT.

5...15V DC

X1

4 2 1 - 1 B L 0 0 - 0 AA0

D I 3 2 xD C 2 4 V

X 2 3 4

INTF

EXTF

STOP

RUN

CRST

FRCE

CRST

WRST

RUN-PRUN

STOPCMRES

Selector de Tipo de Arranque

Selector de Modo

e.g. CPU412-1 e.g. CPU416-2DP

* para otras CPUs ver catálogo

S7-400: Diseño de la CPU (2ª Parte)

EXT.-BATT.

5...15V DC

X3

X1

4 1 4 - 2 XG 0 0 - 0 AB 0

C P U 4 1 4 -2

X 2 3 4

INTF

EXTF

STOP

RUN

CRST

FRCE

CRST

WRST

RUN-PRUN

STOPCMRES

INTF

EXTF

BUSF

DP

EXT.-BATT.

5...15V DC

X1

4 2 1 - 1 B L 0 0 - 0 AA0

D I 3 2 xD C 2 4 V

X 2 3 4

INTF

EXTF

STOP

RUN

CRST

FRCE

CRST

WRST

RUN-PRUN

STOPCMRES

LEDs de Fallo parafallos generales de la CPU

Slot para Memory Card

Interfase MPI

Batería Externa Auxiliar

LEDs de fallopara el interfaseDP integrado

Interfase DP

S7-300

S7-300: Módulos

PS(opcional)

CPU IM(opcional)

SM: DI

SM: DO

SM: AI

SM: AO

FM:- Contaje- Posicionamiento- Control enLazo Cerrado

CP:- Punto-a-Punto- PROFIBUS- Ethernet Industrial

CPU314SIEMENS

SFBATFDC5VFRCERUNSTOP

RUN-P

RUN

STOP

M RES

SIMATIC S7-300

Batería MPI

CPU315-2 DPSIEMENS

RUN-P

RUN

STOP

M RES

SIMATIC S7-300

Batería DP

SFBATFDC5VFRCERUNSTOP

MPI

SF DPBUSF

S7-300: Diseño de la CPU

SIMATIC S7-SIMATIC S7-200200

La Familia de Micro-PLCs con calidad SIMATIC

S7-200

SIEMENS

SIMATIC S7-200

CPU 214SFRUN

STOP

I1.0I1.1

I1.2

I1.3

I1.4

I1.5

I0.0

I0.1

I0.2I0.3

I0.4

I0.5

I0.6I0.7

Q1.0Q1.1

Q0.0

Q0.1

Q0.2Q0.3

Q0.4

Q0.5

Q0.6

Q0.7

EM 221

DI 8 x DC24V

I.0

I.1

I.2

I.3

I.4

I.5

I.6

I.7

S7-200: Módulos

EM EM

CP242 - 2

CP

SIEMENS

SIMATIC

SFRUN

STOP

Q0.0Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.4

Q0.5

I0.0

I0.1

I0.2I0.3

I0.4I0.5

I0.6I0.7

S7-200

CPU 212

Potenciómetro

Salidas

Entradas Indicadores de estadopara DI/DO integradas

Conexión PPI

Selector de ModoMemory Card

Indicadores de Estado

S7-200: Diseño de la CPU

Vista General SIMATIC S7-200

CPU 221 CPU 222

CPU 226 Altas Prestacionesen Comunicaciones

CPU 224. La CPU Compacta

de Altas Prestaciones

CPU 226 XM, con doble memoria

Características de las CPUs de la Familia

CPU 221

6 DI / 4 DO

-

10

-

4 KB / 2 KB

0,37 µs

256/256/256

4 x 30 kHz

optional

2 x 20 kHz

1 x RS 485

1

CPU 222

8 DI / 6 DO

40 / 38

78

8 / 4 / 10

4 KB / 2 KB

0,37 µs

256/256/256

4 x 30 kHz

optional

2 x 20 kHz

1 x RS 485

1

CPU 224

14 DI /10 DO

94 / 74

168

28 / 14 / 35

8 KB / 5 KB

0,37 µs

256/256/256

6 x 30 kHz

Integrado

2 x 20 kHz

1 x RS 485

2

CPU 226

24 DI /16 DO

128 / 120

248

28 / 14 / 35

8 KB / 5 KB

0,37 µs

256/256/256

6 x 30 kHz

Integrado

2 x 20 kHz

2 x RS 485

2

E/S integradas Máx. nº E/S con EMs

Máx. nº de canales

Canales Analógicos

Mem. de programa/datos

Tiempo de ejec/instruc.

Marc./Contad./Temp.

Contadores rápidos

Reloj en tiempo real

Salidas de impulsos

Puertos de comun.

Potenciómetros anal.

226 XM

24 DI /16 DO

128 / 120

248

28 / 14 / 35

16 KB/10 KB

0,37 µs

256/256/256

6 x 30 kHz

Integrado

2 x 20 kHz

2 x RS 485

2

SIMATIC S7-200Ampliación Modular

Gran variedad de módulos de ampliación (EM) para CPU´s 212, 214, 215, 216 CPU´s 222, 224, 226

Módulos de ampliación sin normas de colocación específicas

Instalación en una o dos filas (horizontal o vertical) Conexión de la periferia

mediante conexión de bus en CPU 212, 214, 215, 216 mediante cable de conexión flexible en CPU 222, 224,

226

Las CPUs y EMs de las series 21X y 22X no son intercambiables.

Conectores extraíbles para todos los EMs digitales

1. Salidas digitales integradas

2. LEDs de estado de las salidas digitales

3. Terminales de alimentación

4. Conmutador Stop/Run

5. Conector para el cable de ampliación

6. LEDs de estado de la CPU

7. Ranura para el cartucho de memoria

8. Puerto de comunicaciones (p. Ej. PPI)

9. Entradas digitales integradas

10. LEDs de estado de las entradas digitales

11. Fuente de alimentación integrada

12. Potenciómetros integrados

13. Módulo de ampliación

14. Fijadores para tornillo (DIN métrica M4, diámetro 5 mm)

15. Pestaña de fijación

1 3

24 5

6

7

89

10

11

1213

14

15

Ejemplo:Configuración Hardware SIMATIC S7 22X

Accesorios: cable PC/PPI

Para conexión de la CPU con PC/impresora/Módem etc. Transforma RS 485 a RS 232 Velocidad admitida: 1,2 KBaud - 38,4 KBaud El cable PC/PPI

Válido para todos los modelos de S7-200

Potencial separado mediante aislamiento óptico

Permite establecer comunicación entre las CPUs S7-22X y modems de 10 bits.

Switch incorporado para conmutar entre los modos 10/11 bits

Adaptador de módem nulo integrado

SIMATIC S7-200: Comunicación Freeport

Alternativa: protocolo RS 485 o RS 232

OtrosPLCs

Dispositivocon

RS 485

Módem RS 485 Accionamiento(p.e. Protocolo USS)

OtrosPLCs

MódemImpresora Visualización

Lector de códigode barras

RS 485 Cable PPI RS 232

Comunicación

PROFIBUS-DP Módulo de expansión EM277

Hasta 128 kbytes de lectura y escritura

Fácil integración como esclavo PROFIBUS DP

AS-Interface Módulo de expansión CP 243-2

Hasta 64 esclavos de tipo AB

EJEMPLO DE APLICACIONES DEL S7200EJEMPLO DE APLICACIONES DEL S7200Automatización de Viviendas con Simatic S7-200Automatización de Viviendas con Simatic S7-200

SIMATICA V2.0 - Automatización de viviendas con Simatic S7-200.

Arquitectura del sistema domótico (centralizado)Arquitectura del sistema domótico (centralizado)

SIMATICA V2.0 - Automatización de viviendas con Simatic S7-200

Sensores

SIMATICS7-200

Móvil ó fijo

Módem

CPU´S214, 215, 216222, 224, 226+ Módulos de expansión

Comunicacionesvía módem (Opcional)CPU´s: 216, 226

Actuadores

VisualizadorTD-200

Cable de conexión

Teléfono

Arquitectura del sistema domótico (descentralizado Bus AS-i)Arquitectura del sistema domótico (descentralizado Bus AS-i)

SIMATICA V2.0 - Automatización de viviendas con Simatic S7-200

Sensores y actuadores(periferia AS-i)

Visualizador TD-200

Cable de conexión

Sensores y actuadores(periferia integrada y modular)

CP 243-2

Fuente de Alimentación AS-iSIMATIC

S7-200

Teléfono

Módem

Módulo AS-i

Módulo AS-i

BusAS-i

Comunicaciones vía módem (opcional)

¿Qué se puede automatizar con SIMATICA?¿Qué se puede automatizar con SIMATICA?


Gestión de alarmas

Detección y aviso de incendios

Detección, corte de suministro y aviso de fugas de gas

Detección, corte de suministro y aviso de fugas de agua

Detección y aviso de intrusos (interior, exterior)

CalefacciónGrupos, horarios, termostatos, sonda de temperatura, visualización, ventanas abiertas

Control de cargasCon./descon. de tomas de red, asignación de grupos, gestión horaria, presencia, temperatura

IluminaciónAsignación de grupos, gestión horaria, presencia, luminosidad

ComunicacionesAviso de alarmas y conex./descon. de: alarmas, calefacción, simulación de presencia, iluminación y cargas.

Toldos y persianasGrupos, horarios ycondiciones climáticas

Riego del jardínAsignación de zonas, horarios, secuencialidad y condiciones climáticas

Simulación de presenciaMediante iluminación, cargas y persianas. Gestión aleatoria.

Proyecto domótico: Proyecto domótico: Configuración de alarmasConfiguración de alarmas


Crear un proyectoCrear un proyectocon Simaticacon Simatica

Crear un proyectoCrear un proyectocon Simaticacon Simatica

DireccionamientoDireccionamientode E/Sde E/S

DireccionamientoDireccionamientode E/Sde E/S

II. Proyecto

I.

Configuración de Configuración de funciones funciones domóticas:domóticas:• Gestión de alarmas• Calefacción• Control de cargas• Control de iluminación• Control de persianas y toldos• Riego• Simulación de presencia• Comunicaciones

Configuración de Configuración de funciones funciones domóticas:domóticas:• Gestión de alarmas• Calefacción• Control de cargas• Control de iluminación• Control de persianas y toldos• Riego• Simulación de presencia• Comunicaciones

Gestión de alarmasGestión de alarmas

automatización industrial plcs simatic s7. qué es un p.l.c.? p.l.c. (programmable logic...

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