simulación de programas plc en fluidsim y simatic step7

Simulacin de programas PLC en FluidSIM y SIMATIC STEP7

Mtro. Jos Luis Martnez Godoy 1

Informe Tcnico Simulacin de programas PLC en FluidSIM y SIMATIC

STEP7

Presenta Mtro. Jos Luis Martnez Godoy

Programa Ingeniera en Tecnologas de Manufactura

Fecha 28 de mayo de 2014



Contenido Introduccin ............................................................................................................................................................ 3

Desarrollo. ............................................................................................................................................................... 4

Simulacin por medio de Simatic Step 7 V5.5. ................................................................................ 4

Simulacin por medio de Siemens TIA Portal. .............................................................................. 16

Conclusiones. ..................................................................................................................................................... 20

Bibliografa. .......................................................................................................................................................... 21



Introduccin Este informe tcnico presenta la documentacin relacionada al proyecto Simulacin de programas PLC en FluidSIM y SIMATIC STEP7. Este tipo de simulacin es muy til en ambientes acadmicos ya que por medio de la computadora se puede predecir el comportamiento que tendr un programa de PLC llevado a la prctica en una aplicacin real sin necesidad de contar fsicamente con el espacio y los dispositivos para realizar dichas pruebas. Para realizar est simulacin se utilizan dos software diferentes. El SIMATIC STEP 7 para programar en diagrama escalera y al mismo tiempo simular el PLC, y tambin el software Festo FluidSIM que es el ambiente en el cual se pueden simular los diversos componentes de las aplicaciones como son los actuadores, las electrovlvulas, las conexiones, etc. En este informe se enlista paso a paso cmo se realiz dicha simulacin y se incluye adems la realizacin de la misma simulacin por medio del software Siemens TIA Portal V12 como alternativa al SIMATIC STEP 7 hoy ya casi obsoleto.

Figura 1. Interfaz del Festo FluidSIM



Desarrollo.

Simulacin por medio de Simatic Step 7 V5.5. Paso 1.- Creacin de un proyecto en el software Administrador SIMATIC.

Figura 2. Proyecto en Simatic Step7

Paso 2.- Agregar hardware al proyecto. En este caso agregamos el PLC Simatic 300 para efectos de la simulacin.



Figura 3. Hardware PLC Simatic 300

Damos doble clic en hardware y nos abre la ventana de configuracin del hardware.

Figura 4. Configuracin del hardware



En esta ventana damos doble clic en perfil de soporte en el rbol simatic 300 para agregar un bastidor en el cual agregar nuestro hardware.

Figura 5. Ventana de configuracin de hardware

El primer elemento que vamos a agregar ser la fuente de alimentacin del PLC. Damos clic en el primer rengln de la tabla y despus doble clic en la fuente PS307 de 10A.

Figura 6. Agregando hardware al PLC



De la misma forma agregaremos el CPU 315-2-DP (el primero de la lista). Y damos aceptar.

Figura 7. Agregar CPU al proyecto

De la misma forma agregaremos el mdulo de entradas digitales (DI-300) de nuestro PLC. En este caso a partir del rengln 4 de la tabla.

Figura 8. Agregando mdulos de E/S al PLC



Hacemos lo propio para las salidas digitales (DO-300).

Figura 9. Agregando mdulos de salidas digitales

Para cambiar las direcciones de entradas o salidas damos doble clic sobre el rengln en la tabla. Seleccionamos la pestaa direcciones, quitamos la opcin estndar y escribimos la direccin que deseamos. En esta caso la 0.

Figura 10. Cambio de direcciones E/S

Damos guardar y cerramos la ventana de configuracin de hardware.



Figura 11. Regreso a la ventana principal de Simatic

Paso 3.- Programacin en escalera del SIMATIC 300. Damos doble clic en el apartado bloques dentro del rbol. Y doble clic en el bloque OB1 y damos aceptar.

Figura 12. Agregar bloque principal de programa



Dentro del programa. El primer paso es agregar los elementos de programacin a la tabla de smbolos. Para ello nos vamos a herramientas -> Tabla de smbolos. Una vez ah agregaremos la lista de elementos de entrada y salida de nuestra aplicacin. Hay que recordar que en Simatic las direcciones de salida de nuestro PLC se identifican como A0.X y las entradas como E0.X dependiendo de la direccin que hayamos elegido previamente. Para este ejemplo agregaremos 2 entradas y una salida como se observa en la siguiente figura.

Figura 13. Etiquetar E/S

Damos guardar y cerramos la tabla de smbolos. Ahora procedemos a la programacin del PLC. En este caso iremos agregando los contactos y bobinas desde la barra de programacin en la parte superior.

Figura 14. Men de contactos y bobinas

Comenzamos a agregar nuestros contactos y bobinas as como las lneas de programa que deseemos. En este caso, se programar el encendido de la lmpara de manera que quede enclavada y se apaga por medio del contacto Lamp_off.

Figura 15. Diagrama escalera

Damos guardar y cerrar.



Paso 4.- Carga del programa en el simulador y simulacin. Lo primero que demos hacer es ajustar la interface de comunicacin de nuestro proyecto. Para ello debemos irnos a Herramientas -> ajustar interface PG/PC.

Figura 16. Cargar el programa en el simulador

Y seleccionamos PLCSIM (MPI) y damos aceptar.

Figura 17. Configuracin de la conexin con el simulador



Posterior a ello damos clic en activar/desactivar simulacin y se abrir la ventana del simulador.

Figura 18. Interface del PLCSIM

Ahora necesitamos cargar el programa que realizamos en el simulador. Para esto damos

clic en cargar programa . Ya cargado activamos la opcin de RUN en el simulador y podremos manipular/observar el comportamiento de las entradas/salidas del PLC en funcin de nuestro programa. Finalmente minimizamos las ventanas.

Figura 19. Prueba de simulacin en PlcSIM



Paso 5.- Simulacin en FluidSIM. Una vez abierto y creado un nuevo programa en fluidsim. Lo primero que demos hacer es agregar los mdulos de entrada y salida de nuestro PLC (EasyPort/OPC/DDE) y los demas elementos que se requieran (contactos y lampara). Cabe sealar que las que sean entradas en nuestro programa del PLC debern ir al modulo de salidas y viceversa para las salidas, tomando en cuenta tambin el n. de entrada/salida cmo se muestra en la imagen.

Figura 20. Interface del Festo FluidSIM

Una vez hecho esto hay que configurar la comunicacin de nuestros mdulos con el simulados PLCSIM. Comenzamos por abrir el men Options easyPort/OPC.. y activamos la opcin OPC mode.

Figura 21. Configuracin del EasyPort



Una vez hecho esto. Configuramos nuestros mdulos de entrada y salida. Damos doble clic en el mdulo Fluidsim OUT e IN y lo configuramos de la siguiente manera. Dnde las direccin de salida con AB0 y las de entrada EB0.

Figura 22. Configuracin de las E/S en el Easyport

Damos play a la simulacin en FluidSIM y deber abrirse la ventana de EzOPC en automtico. Deber tener la siguiente configuracin.

Figura 23. Interface del Festo EzOPC



Ya dentro de fluidSIM la simulacin debera comportarse de acuerdo a nuestro programa de PLC.

Figura 24. Simulacin ejecutndose en Festo FluidSIM

Tambin podemos ver la simulacin en tiempo real dentro del programa. Para ello nos vamos a la ventana de Simatic manager damos doble clic en el bloque OB1 y dentro de

la ventana de programacin presionamos el botn observar .

Figura 25. Simulacin ejecutndose en Simatic STEP7



Simulacin por medio de Siemens TIA Portal.

Figura 26. Interface TIA Portal V12

Seleccionamos configurar un dispositivo -> nuevo dispositivo -> Simatic S7-300 -> CPU 315-2 DP ->6ES7 315-2AG10-0AB0 (primero de la lista)

Figura 27. Creacin de un proyecto en TIA Portal



En la siguiente pantalla agregamos nuestra fuente de poder (a elegir) y nuestros mdulos de entrada y salida (a elegir) desde el rbol de configuracin que se encuentra a la derecha, al final nuestro bastidor deber tener dichos mdulos como en la siguiente imagen.

Figura 28. Ambiente de configuracin de hardware TIA Portal

Ahora configuramos el tipo de mnemnica a utilizar en nuestro programa de PLC. Es necesario tener el tipo de mnemnica alemana para que este sea compatible con la simulacin en fluidsim. Para ello nos vamos al men options->settings->general-



Ahora establecemos nuestra tabla de smbolos. Para ello exploramos el rbol de proyecto a la derecha de la pantalla, PLC TAGS -> Default Tag Table. Doble clic y agregamos las entradas y salidas con sus respectivas etiquetas.

Figura 30.Asignacin de E/S

Lo siguiente es realizar la programacin escalera. Nos vamos a Program blocks -> Main OB1 en el rbol de proyecto y realizamos la programacin deseada.

Figura 31. Diagrama escalera en TIA Portal



Al finalizar damos un clic en main OB1 en el rbol y presionamos el botn de "start simulation" en la barra de comandos. Damos ok en la primer ventana que sale y elegimos MPI como tipo de interface y PLCSIM como interface y damos load.

Figura 32. Simulacin en TIA Portal

Finalmente se abrir la ventana del PLCSIM y podremos simular. El paso siguiente es realizar la conexin con fluidSIM por medio del EzOPC como se ha describe a partir del paso 5 de este manual.



Conclusiones. La automatizacin es indispensable hoy en da para la mejora de los procesos y de las utilidades en las empresas. En un mundo tan globalizado como el que hoy vivimos se hace indispensable que las empresas se doten de herramientas que les permitan ser competitivas a nivel mundial tanto en precio como en tiempo de entrega de sus productos. Esto conlleva a que los ingenieros de hoy debern estar capacitados en las artes y habilidades relacionadas con la automatizacin de procesos. Sin embargo, los equipos necesarios para dicha capacitacin son costoso y no siempre estn accesibles.

Es por eso que el uso de herramientas de simulacin de procesos automatizados como la que aqu se presenta es de gran relevancia para la educacin superior en Mxico, ms especficamente hablando de la educacin Tcnica ya que representa un oportunidad tanto para las escuelas como para los alumnos de poder realizar pruebas sin necesidad de tener fsicamente el equipo para realizar las mismas.

Por ltimo, agregar que tambin este tipo de prcticas permite mantener en mejor estado los equipos de laboratorio ya que se realicen pruebas previas a la conexin fsica lo cual evita que el equipo pueda daarse dados algunos problemas en la programacin.



Bibliografa.

1. Mandado, E. (2009). AUTMATAS PROGRAMABLES Y SISTEMAS

DE AUTOMATIZACIN. MXICO: MARCOMBO.

2. Jack, H. (2008). AUTOMATING MANUFACTURING SYSTEMS

WITH PLCS. USA: GNU FREE DCUMENTATION LICENSE.

3. NORMAN, B. (2002). DISEO LGICO DIGITAL. MXICO: GRUPO

PATRIA CULTURAL

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