Características y funciones avanzadas de un PLC modular

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE
DIRECCIÓN DE INGENIERÍA EN MECATRÓNICA
ALUMNO:
EDGAR PÉREZ CANTE
PROFESOR:
EDUARDO BOCANEGRA MOO
GRADO Y GRUPO:
10 A
TEMA:
CARACTERISTICAS Y FUNCIONES AVANZADAS DE UN PLC
FECHA DE ENTREGA
13/12/2016

INDICE
Tabla de contenido
PLC SIEMENS........................................................................................................ 4
IDENTIFICAR LOS TIPOS DE DATOS QUE ACEPTAN LOS PLC MODULAR. .. 5
CAPITULO 1. MARCO TEORICO .......................................................................... 5
PLC MODULAR. .................................................................................................. 5
Estructura............................................................................................................. 6
Diferencia entre PLC modular y compacto........................................................... 6
Funciones especiales........................................................................................... 7
Estructura general de los PLC´s........................................................................ 11
Componentes de hardware ................................................................................ 13
Señal de entrada y salida................................................................................... 14
Cableado del plc. ............................................................................................... 16
Características CPU............................................................................................ 19
Configurar los registros...................................................................................... 20
Insertar una CPU ........................................................................................ 21
Detectar la configuración de una CPU sin especificar ................................ 22
Configurar el funcionamiento de la CPU............................................................ 24
Configurar RS485................................................................................................ 27
Caso 4: RS485: Polarización directa.................................................................. 28
Caso 5: RS485:.................................................................................................. 28
Transmisor y receptor ........................................................................................ 29
Alimentación eléctrica ........................................................................................ 29
Asignación de pines de conectores para CB 1241 RS485............................... 30
Configurar RS-232 ............................................................................................. 31
Transmisor y receptor................................................................................. 31
Alimentación eléctrica................................................................................. 31
Conector RS-232 ............................................................................................... 32
Configurar los registros...................................................................................... 32
Insertar una CPU ........................................................................................ 33
Detectar la configuración de una CPU sin especificar ................................ 34

Configurar el funcionamiento de la CPU............................................................ 35
PLC MicroLogix 1400 Allen-Bradley.................................................................. 39
Descripción del controlador................................................................................ 40
Descripción entrada y salidas de pines ............................................................ 41
IDENTIFICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE UN PLC AVANZADO, MÓDULOS,
FUNCIONES, ENTRADAS, SALIDAS, PROGRAMACIÓN.................................. 41
LA UNIDAD DE ENTRADAS ............................................................................ 41
La unidad de salidas........................................................................................ 44
La unidad lógica............................................................................................... 44
La unidad de memoria ........................................................................................ 45
Administración de entradas y salidas de un PLC ............................................ 46
Bases del montaje.............................................................................................. 46
Módulos de comunicaciones.............................................................................. 46
Módulos de control de redundancia ................................................................... 46
Módulos para conexión de racks remotos.......................................................... 47
Módulos de almacenamiento de información..................................................... 48
Comprender la configuración de las funciones PID de un PLC avanzado..... 49
Funcionamiento de salidas analógicas y PWM de un PLC avanzado. ........... 50
Salida de impulsos y sentido (PWM) ................................................................. 53
Señales del accionamiento................................................................................. 55
Relación entre el sentido de desplazamiento y el nivel de tensión en la salida de
sentido ............................................................................................................... 56
Tren de impulsos (PTO)...................................................................................... 58
Pipelining monosegmento de impulsos PTO ................................................... 59
Pipelining multisegmento de impulsos PTO..................................................... 59
Sensores Inductivos ........................................................................................... 60
Control PWM........................................................................................................ 61

PLC SIEMENS
Un controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC
(Programmable Logic Controller), se trata de una computadora, utilizada en la
ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos
electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de
montaje o atracciones mecánicas. Sin embargo, la definición más precisa de estos
dispositivos es la dada por la NEMA (Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos)
que dice que un PLC es: “Instrumento electrónico, que utiliza memoria programable
para guardar instrucciones sobre la implementación de determinadas funciones,
como operaciones lógicas, secuencias de acciones, especificaciones temporales,
contadores y cálculos para el control mediante módulos de E/S analógicos o
digitales sobre diferentes tipos de máquinas y de procesos”.
El campo de aplicación de los PLCs es muy diverso e incluye diversos tipos de
industrias (ej. automoción, aeroespacial, construcción, etc.), así como de
maquinaria. A diferencia de las computadoras de propósito general, el PLC está
diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, amplios rangos de
temperatura, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto.
Los programas para el control de funcionamiento de la máquina se suelen
almacenar en baterías copia de seguridad o en memorias no volátiles. Un PLC es
un ejemplo de un sistema de tiempo real duro donde los resultados de salida deben
ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo
limitado, que de lo contrario no producirá el resultado deseado. Dentro de las
ventajas que estos equipos poseen se encuentran que, gracias a ellos, es posible
realizar operaciones en tiempo real, debido a su disminuido tiempo de reacción.
Además, son dispositivos que se adaptan fácilmente a nuevas tareas debido a su
flexibilidad a la hora de programarlos, reduciendo así los costos adicionales a la
hora de elaborar proyectos. Permiten también una comunicación inmediata con otro
tipo de controladores y ordenadores e incluso permiten realizar las operaciones en
red. Como ya se ha mencionado previamente, tienen una construcción estable al

estar diseñados para poder resistir condiciones adversas sobre vibraciones,
temperatura, humedad y ruidos. Son fácilmente programables por medio de
lenguajes de programación bastante comprensibles. Sin embargo, presentan ciertas
desventajas como la necesidad de contar con técnicos cualificados para ocuparse
de su buen funcionamiento.
IDENTIFICAR LOS TIPOS DE DATOS QUE ACEPTAN LOS PLC MODULAR.
CAPITULO 1. MARCO TEORICO
PLC MODULAR.
Un PLC modular contiene muchos módulos diferentes que se pueden acoplar juntos
para construir un controlador personalizado. Habitualmente el módulo base contiene
las funciones principales, tales como la regulación de energía eléctrica, el
procesador del sistema y las conexiones de entrada. Los módulos adicionales,
incluyendo los conversores de señal analógica a digital o salidas adicionales, se
pueden añadir a esta unidad principal según se necesite. Este diseño modular
permite que un PLC se personalice y adapte fácilmente. El Allen Bradley Micrologix
1200 es un ejemplo usado habitualmente del PLC de tipo modular. Esta unidad es
capaz de manejar entre 23 y 40 entradas y salidas. El número real de conexiones
se puede expandir fácilmente añadiendo módulos. Esto proporciona un amplio
margen de flexibilidad y es típico de un PLC modular.
Se caracterizan por tener una amplia gama de aplicaciones, gracias a que su
estructura es ampliamente configurable. El usuario tiene así gran flexibilidad para
diseñar el sistema de automatización, conforme a sus exigencias. El acceso a través
de Ethernet, por ejemplo, es absolutamente esencial para muchas aplicaciones.
Una comunicación eficaz entre PLCs, por un lado, e intercambio de datos a través
de estándares de comunicación como OPC, por el otro.
Se divide en:

 Estructura Americana.- En la cual se separan los módulos de entrada/salida
del resto del PLC.
 Estructura Europea.- Cada módulo realiza una función específica; es decir,
un módulo es el CPU, otro la fuente de alimentación, etc.
 En ambos casos, tenemos la posibilidad de fijar los distintos módulos
(Estructura Modular) o el PLC (Estructura Compacta) en rieles normalizados.
Estructura.
1. Rack.
2. Barra de compensación de potencial.
3. Tarjetas de entradas y salidas.
4. Tarjetas de comunicación.
5. C.P.U.
6. Tarjeta de memoria.
7. Tarjeta de fuente de alimentación.
Diferencia entre PLC modular y compacto.
 El compacto tiene la fuente, el cable de transmisión, las entradas/salidas y el
CPU en el mismo bloque y el modular está dividido.
 Admite la configuración y expansión de hardware que esté disponible para
su gama correspondiente.
 Puede ser configurado de acuerdo a la expansión y eliminación de módulos
extraíbles y expandibles.
 Costos.
 En caso de avería, puede aislarse el problema, cambiando el módulo
averiado sin afectar el funcionamiento del resto.
Ilustración 1. estructura de un PLC

Funciones especiales.
• Temporizador con retardo a la conexión: Activa la salida Q una vez que ha
transcurrido el tiempo programado
• Temporizador con retardo a la desconexión: Desactiva la salida una vez
transcurrido el tiempo programado.
• Relevador de impulsos: Tiene el mismo funcionamiento que un interruptor. La
salida cambia de estado, de 0 a l, cada vez que cambia la señal de entrada de
disparo (Trigger).
• Reloj: Permite controlar los instantes de activación y desactivación de la salida en
un día de la semana y una hora determinada.
• Generador de pulsos: Genera pulsos de reloj a intervalos iguales. Funcionamiento
similar a un intermitente.
Secuenciadores.
Estos dispositivos fueron usados para proveer un cierre de contactos basados en la
posición de un tambor cilíndrico. La programación consistía de colocar los pines en
los orificios de manera que hicieran contacto con interruptores de límite. El tamaño
del programa y la capacidad de salida eran el resultado del tamaño físico del cilindro.
SQO. Sequencer output.
Esta instrucción es usada para controlar salidas específicas dentro de una tabla de
datos interna.
SQC. Sequencer compare.
Esta instrucción es usada para comparar entradas específicas con una tabla de
datos internas y proveer indicación de una combinación detectada.

SQL. Sequencer Load.
Esta instrucción es usada para cargar una palabra (16 bits) dentro de una posición
seleccionada de un secuenciador existente.
Registros de corriente.
Usado en instrucciones de salida, almacenamiento de datos, posición o estatus de
rastreo y almacenamiento temporal.
Manejo de datos.
Instrucciones de salida, organización de datos y posicionamiento de datos.
Instrucciones de salida, matemáticas, formateo de datos y escalas (unidades de
ingeniería, sumas, restas, multiplicación, división, raíz cuadrada, etc).
Instrucción de salida, funciones lógicas (AND, OR, XOR, NOT, NEG), conversión
(TOD, FRD, DCD, ENC).

CONECTIVIDAD
El PLC de tipo modular se comunica internamente a través de buses ubicados en el
fondo del dispositivo o “rack“donde se ensambla la arquitectura deseada.
Si el PLC es compacto, los buses están presentes internamente, pero no admiten
conexión de otros dispositivos externos.
La figura muestra la estructura utilizada para la comunicación mediante buses.

Conectividad con un Computador Personal Programación Automática
Conectividad con una consola de programación manual.

PLCs Modulares
Componentes Mix N Match
 Procesadores, Fuentes de Poder y módulos de I/O enchufadas en un rack o
chasis.
 Disponible en plataformas pequeña, mediana y grande.
 Flexibilidad de resultados en costos más altos cuando es comparado con el
PLC Fijo. PLCs modulares son basados en rack o sin él.
 Allen-Bradley SLC-500 y PLC 5 son PLCs modulares
Estructura general de los PLC´s
El siguiente diagrama de flujo muestra los componentes y la estructura de un PLC:
Como puede observarse en la figura, para que el sistema funcione es necesario que
exista un suministro de potencia cuyo propósito principal es garantizar los voltajes
de operación internos del controlador y sus bloques. Los valores más
frecuentemente utilizados son ±5V, ±12V y ±24V y existen principalmente dos
módulos de suministro de potencia: los que utilizan un voltaje de entra de la red de
trabajo los que utilizan suministradores de potencia operacionales para el control de
los objetos.

La parte principal es la denominada “unidad central de procesamiento” o CPU que
contiene la parte de procesamiento del controlador y está basada en un
microprocesador que permite utilizar aritmética y operaciones lógicas para realizar
diferentes funciones. Además, la CPU, testea también frecuentemente el PLC para
lograr encontrar errores en su debido tiempo. Los primeros PLCs utilizaron chips
que habían sido procesados mediante la técnica denominada “bit-slice”, como el
AMD2901, 2903, etc.
La transferencia de datos y/o direcciones en los PLCs es posible gracias a cuatro
tipos de buses diferentes:
 Bus de datos, para la transferencia de datos de los componentes individuales
 bus de direcciones, para aquellas transferencias entre celdas donde se
habían guardado datos
 Bus de control, para las señales de control de los componentes internos
 Bus de sistema, para conectar los puertos con los módulos de E/S.
El lugar donde se guardan los datos y las instrucciones es la memoria que se divide
en memoria permanente, PM, y memoria operacional, conocida como memoria de
acceso aleatorio o RAM. La primera, la PM, se basa en las ROM, EPROM, EEPROM
o FLASH; es donde se ejecuta el sistema de operación del PLC y puede ser
reemplazada. Sin embargo, la RAM, es donde se guarda y ejecuta el programa en
cuestión utilizado y es la de tipo SRAM la que se utiliza habitualmente. La condición
común para las entradas de dos componentes digitales de un PLC se guarda en
una parte de la RAM y se denomina tabla PII o entrada imagen de proceso. La salida
controlada, o el último valor de la salida calculado por las funciones lógicas, se
guardan en la parte de la RAM denominada tabla PIO, salida de la imagen del
proceso. El programa utilizado también puede guardarse en una memoria externa
permanente (EPROM o EEPROM) que, para ciertos PLCs, puede ser un módulo
externo que se coloca en una toma del panel frontal.

Finalmente, los módulos de E/S, son aquellos módulos de señal (SM) que coordinan
la entrada y salida de las señales, con aquellas internas del PLC. Estas señales
pueden ser digitales (DI, DO) y analógicas (AI, AO), y provienen o van a dispositivos
como sensores, interruptores, actuadores, etc. Los SMs analógicos utilizan en
general un voltaje en DC y una corriente directa. De este modo, opto acopladores,
transistores y relés son empleados en la salida digital del SMs para cambiar los
estados de la señal de salida con el fin de proteger a estos dispositivos de
situaciones como un cortocircuito, una sobrecarga o un voltaje excesivo. El número
de entradas y/o salidas de los SMs digitales es también bastante más elevado que
en los analógicos, siendo los primeros más de 8,16 o 32, mientras que los segundos
son, a lo sumo 8. Finalmente, los términos “Sinking” y “Sourcing” explican cómo se
realiza la conexión de las PLC a los sensores y actuadores:
 Sinking = Línea GND común (-) – tierra común
 Sourcing = Línea VCC común (+) – suministro de potencia común
Componentes de hardware
Una PLC puede contener un casete con una vía en la que se encuentran diversos
tipos de módulos, como puede observarse en la siguiente figura, correspondiente a
una PLC de la empresa Siemens:

Como puede observarse en la figura, el PLC dispone de los siguientes módulos que,
aunque en este tipo no puede ser intercambiada, esto sí es posible para PLCs de
otras compañías. Los módulos más importantes son:
 Módulo de interfaz (IM), conecta diferentes casetes individuales con un único
PLC; Módulo funcional (FM), procesamiento complejo en tiempo-crítico de
procesos independientes de la CPU, por ejemplo, conteo rápido;
 Regulador PID o control de la posición;
 Procesador de la comunicación (CP), conecta el PLC en una red de trabajo
industrial, ej. Industrial Ethernet, PROFIBUS, AS – interfaz, conexión serie
punto-a-punto;
 Interfaz hombre-máquina (HMI), ej. panel de operaciones;
 Entradas/salidas remotas;
 Módulos de señal de alta-velocidad.
 Cada módulo de PLC module tiene su propia interfaz-HIM básica, utilizada
para la visualización de los errores y las condiciones de comunicación, la
batería, entradas/salidas, operación de los PLC, etc. Pequeños displays con
cristal líquido (LCD) o diodos emisores de luz (LED) se utilizan para la
interfaz-HMI.
Señal de entrada y salida.
La declaración de una determinada entrada o salida dentro del programa se
denomina direccionamiento. Las entradas y salidas de los PLCs están
comprendidas en general, en 8 grupos de entradas y salidas digitales. Estas 8
unidades se denominan Byte. Cada uno de estos grupos contiene un número
llamado dirreción de Byte. Para tratar una entrada o una salida dentro de un byte,
se ha de descomponer cada byte en ocho Bits individuales. Estos se numeran del
Bit 0 al Bit 7. Así se guarda la dirección del Bit. El PLC que se describe a
continuación tiene las entradas byte 0 y 1 así como las salidas byte 4 y 5.

Para el ejemplo, al cual le corresponde la quinta entrada, se da la siguiente
dirección:
Para el ejemplo, al cual le corresponde la salida más baja, se da la siguiente
dirección:

Cableado del plc.
Unión UND en FUP:
En el diagrama de funciones FUP se programa la unión UND a través de la
representación gráfica y su forma es la siguiente:
Ejemplo de una unión ODER:
Una lámpara debe brillar, si uno o los dos interruptores están cerrados.

Aclaración:
La lámpara sólo brillará, si uno de los dos interruptores está cerrado. Por lo tanto, si
el interruptor S1 oder S2 está cerrado, brilla la lámpara H1.
Cableado del PLC:
Para transportar esta lógica en un programa PLC, se han de cerrar naturalmente
ambos interruptores con las entradas del PLC. Aquí se asigna S1 a la entrada E 0.0
y S2 a la entrada E 0.1. Además se ha de cerrar la salida con la lámpara H1 p.e. A
4.0.
Unión ODER en FUP:
En el diagrama de funciones FUP se programa la unión ODER a través de la
representación gráfica y su forma es la siguiente:

NEGACIÓN
En las uniones lógicas es necesario preguntar repetidamente, si un contacto cerrado
no está ocupado o si un contacto abierto está ocupado y por eso no se aplica
ninguna tensión a la correspondiente entrada.
Esto se produce a través de la programación de una negación en la entrada de la
unión UND así como en la entrada de la unión ODER.
En el diagrama de funciones FUP se programa la negación de una entrada con la
unión UND a través de la representación de siguiente símbolo:

Características CPU
La familia S7-1200 ofrece diversos módulos y placas de conexión para ampliar las
capacidades de la CPU con E/S adicionales y otros protocolos de comunicación. Para más
información sobre un módulo en particular.
Módulos de señales digitales y Signal Boards

Módulos de señales analógicas y Signal Boards
Interfaces de comunicación
Configurar los registros
Para crear la configuración de dispositivos del PLC es preciso agregar una CPU y módulos adicionales al
proyecto.

1. Módulo de comunicación (CM): máx. 3, insertados en los slots 101, 102 y 103.
2. CPU: Slot 1.
3. Puerto Ethernet de la CPU.
4. Signal Board (SB): máx. 1, insertada en la CPU.
5. Módulo de señales (SM) para E/S digitales o analógicas: máx. 8, insertados en los slots
2 a 9 (La CPU 1214C permite 8, la CPU 1212C permite 2, la CPU 1211C no permite
ninguno).
Para crear la configuración de dispositivos, agregue un dispositivo al proyecto.
 En la vista del portal, seleccione "Dispositivos y redes" y haga clic en "Agregar
dispositivo".
 En la vista del proyecto, bajo el nombre del proyecto, haga doble clic en "Agregar nuevo
dispositivo".
Insertar una CPU
La configuración de dispositivos se crea insertando una CPU en el
proyecto. Al seleccionar la CPU en el diálogo "Agregar nuevo
dispositivo" se crean el rack y la CPU.

Diálogo "Agregar nuevo dispositivo"
Al seleccionar la CPU en la vista de dispositivos se visualizan las propiedades de la CPU en la ventana de
inspección.
Detectar la configuración de una CPU sin especificar
Cargar una configuración hardware existente es muy fácil Si existe una
conexión con una CPU, es posible cargar su configuración en el módulo

(incluidos los módulos). Tan sólo hay que crear un proyecto nuevo y seleccionar la "CPU sin
especificar" en lugar de una específica. (También es posible omitir la configuración de
dispositivo por completo seleccionando "Crear un programa PLC" en "Primeros pasos".
Entonces STEP 7 Basic crea automáticamente una CPU sin especificar.) En el editor de
programación, seleccione el comando "Detección de hardware" del menú "Online".
En el editor de configuración de dispositivos, seleccione la opción de detección del dispositivo
conectado.
Figura 1.-Ejemplo de detección de dispositivo en la CPU.
Tras seleccionar la CPU en el cuadro de diálogo online, STEP 7 Basic carga la
Configuración hardware de la CPU, incluyendo todos los módulos (SM, SB o CM). Entonces pueden
configurarse los parámetros de la CPU y de los módulos.
Figura 2.-Selección de dispositivo virtual en la CPU.

Configurar el funcionamiento de la CPU
Para configurar los parámetros operativos de la CPU, selecciónela en la vista de dispositivos (recuadro azul
alrededor de la CPU) y utilice la ficha "Propiedades" de la ventana de inspección.
Figura 3.-Configuración de la CPU (Parámetros.)
Edite las propiedades para configurar los siguientes parámetros:
 Interfaz PROFINET: Permite configurar la dirección IP de la CPU y la sincrozación
horaria.
 DI, DO y AI: Permite configurar la reacción de las E/S locales (integradas) digitales y
analógicas.
Contadores rápidos y generadores de impulsos: Permite habilitar y configurar los contadores
rápidos (HSC) y generadores de impulsos utilizados para las operaciones de tren de impulsos
(PTO) y modulación del ancho de pulso (PWM)
Si las salidas de la CPU o Signal Board se configuran como generadores de impulsos (para
su utilización con la PWM o instrucciones de Motion Control básicas), las direcciones de las
salidas correspondientes (Q0.0, Q0.1, Q4.0 y Q4.1) se eliminarán de la memoria Q y no podrán
utilizarse para ningún otro fin en el programa de usuario. Si el programa de usuario escribe un
valor en una salida utilizada como generador de impulsos, la CPU no escribirá ese valor en la
salida física.
Arranque: Permite configurar la reacción de la CPU a una transición de OFF a ON, p. ej. el
arranque en estado operativo STOP o la transición a RUN tras un arranque en caliente.
Hora: Permite ajustar la hora, la zona horaria y el horario de verano/invierno.
● Protección: Permite ajustar la protección de lectura/escritura y la contraseña para acceder a
la CPU
● Marcas de sistema y de ciclo: Permite habilitar un byte para "marcas de sistema" (paralos
bits "Primer ciclo", "Siempre 1 (high)" y "Siempre 0 (low)") y un byte para "marcas de ciclo"
(cada bit se activa y desactiva con una frecuencia predefinida).
● Tiempo de ciclo: Permite definir un tiempo de ciclo máximo o un tiempo
de ciclo mínimo fijo

● Carga de comunicación: Permite asignar el porcentaje del tiempo de la CPU que debe
dedicarse a las tareas de comunicación
Agregar módulos a la configuración
El catálogo de hardware se utiliza para agregar módulos a la CPU. Hay tres tipos de módulos,
a saber:
● Los módulos de señales (SM) proveen E/S digitales o analógicas adicionales. Estos módulos
se conectan a la derecha de la CPU.
● Las Signal Boards (SB) proveen unas pocas E/S adicionales a la CPU. La SB se inserta en
el frente de la CPU.
● Los módulos de comunicación (CM) proveen un puerto de comunicación adicional (RS232
o RS485) a la CPU. Estos módulos se conectan a la izquierda de la CPU. Para insertar un
módulo en la configuración de hardware, selecciónelo en el catálogo de hardware y haga doble
clic en él, o bien arrástrelo hasta el slot resaltado.
Configurar los parámetros de los módulos
Para configurar los parámetros operativos de un módulo, selecciónelo en la vista de
dispositivos y utilice la ficha "Propiedades" de la ventana de inspección.
Configurar un módulo de señales (SM) o una Signal Board (SB)

E/S digitales: Las entradas pueden configurarse para detectar flancos ascendentes o
descendentes(asociando cada una de ellas a un evento y una alarma de proceso) y para la
"captura de impulsos" (para que permanezcan activadas tras un impulso momentáneo) hasta
la siguiente actualización de la memoria imagen de proceso de las entradas. Las salidas
pueden congelarse o utilizar un valor sustitutivo.
E/S analógicas: Es posible configurar los parámetros de las distintas entradas, tales como
el tipo de medición (tensión o intensidad), el rango y el alisamiento, así como habilitar el
diagnóstico de rebase por defecto o por exceso. Las salidas ponen a disposición parámetros
tales como el tipo de salida (tensión o intensidad) y para el diagnóstico, p. ej. Cortocircuito
(para salidas de tensión) o diagnóstico de límite superior/inferior.
Direcciones E/S de diagnóstico: Permite configurar la dirección inicial de las entradas y
salidas del módulo.
Configurar un módulo de comunicación (CM)
Configuración del puerto: Permite configurar los parámetros de comunicación, p. ej. Velocidad
de transferencia, paridad, bits de datos, bits de parada, control de flujo, caracteres XON y
XOFF y tiempo de espera
Configuración de la transferencia de mensajes: Permite habilitar y configurar las opciones
relativas a la transferencia.
Configuración de la recepción de mensajes: Permite habilitar y
configurar los parámetros de inicio y fin del mensaje

El programa de usuario puede cambiar estos parámetros de configuración.
Crear una conexión de red
Utilice la "Vista de red" de la "Configuración de dispositivos" para crear las conexiones de red
entre los dispositivos del proyecto. Tras crear la conexión de red, utilice la ficha "Propiedades"
de la ventana de inspección para configurar los parámetros de la red.
Configurar RS485
Para el modo RS485, sólo hay un estado operativo. Según la selección
que se realice en Inicialización de la línea de recepción, se podrían dar
los casos que se indican a continuación.

● Modo semidúplex (RS485) de dos hilos. Inicialización de la línea de recepción:
– Seleccione Ninguno si suministra la polarización y la terminación (caso 5).
– Seleccione Polarización directa para utilizar la polarización y terminación internas (caso 4).
Caso 4: RS485: Polarización directa
 Modo de operación: RS485
 Inicialización de la línea de recepción: Polarización directa (polarizada con R(B) > R(A)
> 0V)
Caso 5: RS485:
Sin polarización (polarización externa)
● Modo de operación: RS485
● Inicialización de la línea de recepción: Sin polarización (polarización externa necesaria).

Transmisor y receptor
Alimentación eléctrica

1. Conecte "TA" y TB" tal y como se indica para finalizar la red. (En la red RS485 sólo
deben finalizarse los dispositivos terminadores.)
2. Utilice un cable de par trenzado apantallado y conéctelo a tierra.
Sólo se terminan los dos extremos de la red RS485. Los dispositivos que están entre los dos
dispositivos terminadores no se terminan ni polarizan. Consulte la sección "Polarizar y terminar
un conector de red RS485" del Manual de sistema S7-1200.
Asignación de pines de conectores para CB 1241 RS485

Configurar RS-232
Transmisor y receptor
Alimentación eléctrica

Conector RS-232
Configurar los registros
Para crear la configuración de dispositivos del PLC es preciso agregar una CPU y módulos adicionales al
proyecto.
6. Módulo de comunicación (CM): máx. 3, insertados en los slots 101, 102 y 103.
7. CPU: Slot 1.
8. Puerto Ethernet de la CPU.
9. Signal Board (SB): máx. 1, insertada en la CPU.
10.Módulo de señales (SM) para E/S digitales o analógicas: máx. 8, insertados en los slots
2 a 9 (La CPU 1214C permite 8, la CPU 1212C permite 2, la CPU 1211C no permite
ninguno).
Para crear la configuración de dispositivos, agregue un dispositivo al proyecto.
 En la vista del portal, seleccione "Dispositivos y redes" y haga clic en "Agregar
dispositivo".
 En la vista del proyecto, bajo el nombre del proyecto, haga doble
clic en "Agregar nuevo dispositivo".

Insertar una CPU
La configuración de dispositivos se crea insertando una CPU en el proyecto. Al seleccionar la
CPU en el diálogo "Agregar nuevo dispositivo" se crean el rack y la CPU.
Al seleccionar la CPU en la vista de dispositivos se visualizan las propiedades de la
CPU en la ventana de inspección.

Detectar la configuración de una CPU sin especificar
Cargar una configuración hardware existente es muy fácil Si existe una conexión con una
CPU, es posible cargar su configuración en el módulo (incluidos los módulos). Tan sólo hay
que crear un proyecto nuevo y seleccionar la "CPU sin especificar" en lugar de una específica.
(También es posible omitir la configuración de dispositivo por completo seleccionando "Crear
un programa PLC" en "Primeros pasos". Entonces STEP 7 Basic crea automáticamente una
CPU sin especificar.) En el editor de programación, seleccione el comando "Detección de
hardware" del menú "Online".
En el editor de configuración de dispositivos, seleccione la opción de detección del dispositivo
conectado.

Tras seleccionar la CPU en el cuadro de diálogo online, STEP 7 Basic carga la
Configuración hardware de la CPU, incluyendo todos los módulos (SM, SB o CM). Entonces pueden
configurarse los parámetros de la CPU y de los módulos.
Configurar el funcionamiento de la CPU
Para configurar los parámetros operativos de la CPU, selecciónela en la vista de dispositivos (recuadro azul
alrededor de la CPU) y utilice la ficha "Propiedades" de la ventana de inspección.
Edite las propiedades para configurar los siguientes parámetros:
 Interfaz PROFINET: Permite configurar la dirección IP de la CPU y la sincrozación
horaria.
 DI, DO y AI: Permite configurar la reacción de las E/S locales (integradas) digitales y
analógicas.
Contadores rápidos y generadores de impulsos: Permite habilitar y configurar los contadores
rápidos (HSC) y generadores de impulsos utilizados para las operaciones de tren de impulsos
(PTO) y modulación del ancho de pulso (PWM)
Si las salidas de la CPU o Signal Board se configuran como generadores de impulsos
(para su utilización con la PWM o instrucciones de Motion Control
básicas), las direcciones de las salidas correspondientes (Q0.0, Q0.1,
Q4.0 y Q4.1) se eliminarán de la memoria Q y no podrán utilizarse para

ningún otro fin en el programa de usuario. Si el programa de usuario escribe un valor en
una salida utilizada como generador de impulsos, la CPU no escribirá ese valor en la salida
física.
Arranque: Permite configurar la reacción de la CPU a una transición de OFF a ON, p. ej.
el arranque en estado operativo STOP o la transición a RUN tras un arranque en caliente.
Hora: Permite ajustar la hora, la zona horaria y el horario de verano/invierno.
● Protección: Permite ajustar la protección de lectura/escritura y la contraseña para
acceder a la CPU
● Marcas de sistema y de ciclo: Permite habilitar un byte para "marcas de sistema" (paralos
bits "Primer ciclo", "Siempre 1 (high)" y "Siempre 0 (low)") y un byte para "marcas de ciclo"
(cada bit se activa y desactiva con una frecuencia predefinida).
● Tiempo de ciclo: Permite definir un tiempo de ciclo máximo o un tiempo de ciclo mínimo
fijo
● Carga de comunicación: Permite asignar el porcentaje del tiempo de la CPU que debe
dedicarse a las tareas de comunicación
Agregar módulos a la configuración
El catálogo de hardware se utiliza para agregar módulos a la CPU. Hay tres tipos de
módulos, a saber:
● Los módulos de señales (SM) proveen E/S digitales o analógicas adicionales. Estos
módulos se conectan a la derecha de la CPU.
● Las Signal Boards (SB) proveen unas pocas E/S adicionales a la CPU. La SB se inserta
en el frente de la CPU.
● Los módulos de comunicación (CM) proveen un puerto de comunicación adicional
(RS232 o RS485) a la CPU. Estos módulos se conectan a la izquierda de la CPU. Para
insertar un módulo en la configuración de hardware, selecciónelo en el catálogo de
hardware y haga doble clic en él, o bien arrástrelo hasta el slot resaltado.

Configurar los parámetros de los módulos
Para configurar los parámetros operativos de un módulo, selecciónelo en la vista de
dispositivos y utilice la ficha "Propiedades" de la ventana de inspección.
Configurar un módulo de señales (SM) o una Signal Board (SB)
E/S digitales: Las entradas pueden configurarse para detectar flancos ascendentes o
descendentes (asociando cada una de ellas a un evento y una alarma de proceso) y para
la "captura de impulsos" (para que permanezcan activadas tras un impulso momentáneo)
hasta la siguiente actualización de la memoria imagen de proceso de las entradas. Las
salidas pueden congelarse o utilizar un valor sustitutivo.
E/S analógicas: Es posible configurar los parámetros de las distintas entradas, tales
como el tipo de medición (tensión o intensidad), el rango y el alisamiento, así como
habilitar el diagnóstico de rebase por defecto o por exceso. Las salidas ponen a
disposición parámetros tales como el tipo de salida (tensión o intensidad) y para el
diagnóstico, p. ej. Cortocircuito (para salidas de tensión) o diagnóstico de límite
superior/inferior.
Direcciones E/S de diagnóstico: Permite configurar la dirección inicial
de las entradas y salidas del módulo.

Configurar un módulo de comunicación (CM)
Configuración del puerto: Permite configurar los parámetros de comunicación, p. ej.
Velocidad de transferencia, paridad, bits de datos, bits de parada, control de flujo, caracteres
XON y XOFF y tiempo de espera
Configuración de la transferencia de mensajes: Permite habilitar y configurar las opciones
relativas a la transferencia.
Configuración de la recepción de mensajes: Permite habilitar y configurar los parámetros
de inicio y fin del mensaje
El programa de usuario puede cambiar estos parámetros de configuración.
Crear una conexión de red
Utilice la "Vista de red" de la "Configuración de dispositivos" para crear las conexiones
de red entre los dispositivos del proyecto. Tras crear la conexión de red, utilice la ficha
"Propiedades" de la ventana de inspección para configurar los parámetros de la red.

PLC MicroLogix 1400 Allen-Bradley
Los controladores MicroLogix 1400 pueden usarse en entornos industriales siempre y
cuando se instalen según las instrucciones siguientes. Específicamente, este equipo
está diseñado para ser empleado en entornos limpios y secos (grado de contaminación
2).con circuitos que no excedan la categoría de sobrevoltaje II (IEC 60664-1). Los
productos alimentados con CA deben conectarse al secundario de un transformador de
aislamiento. Instale el controlador según estas instrucciones de instalación.

Descripción del controlador

Descripción entrada y salidas de pines
IDENTIFICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE UN PLC AVANZADO, MÓDULOS,
FUNCIONES, ENTRADAS, SALIDAS, PROGRAMACIÓN.
Las unidades funcionales y la administración de entradas-salidas
LA UNIDAD DE ENTRADAS
Constituyen la etapa de entrada del PLC. Desde la parte externa del PLC
lucen como una bornera donde se deben colocar los cables con las

señales que provienen de los transductores, pero internamente están conformadas por
circuitos electrónicos que acoplan esas señales a las especificaciones de señales que
el PLC puede manipular.
Según la naturaleza de la señal que se recibe de los transductores, las entradas se
clasifican en:
a-) Entradas digitales: Estas entradas se diseñan para recibir señales cuantizadas de
los sensores de campo. Dichas señales varían sólo entre dos estados. El PLC codifica
estas señales según su amplitud en: 1 lógico para el valor de amplitud mayor, y 0 lógico
para el nivel de amplitud menor. Los niveles de amplitud que el PLC entenderá son
definidos por el fabricante. Este tipo de señales generalmente provienen de
transductores como: interruptores, botoneras, sensores de fin de carrera, etc.
b-) Entradas analógicas: son las que reciben señales analógicas de los transductores
de campo. Estas señales generalmente provienen de sensores que miden el valor
instantáneo de una variable física. Ejemplos de este tipo de señales son: la salida de
una tacométrica, de un fotosensor o de un sensor de nivel. El valor de la señal analógica
se transforma en una señal digital de tal forma que el procesador la pueda manipular.
Un aspecto importante de esta transformación es la resolución con que se realiza en el
interior del PLC. Por resolución se entenderá la cantidad valores cuantizados
disponibles para representar una señal analógica. Por ejemplo, si se tiene sólo dos
valores cuantizados para representar una señal que varía de 0 a 5 V, se dice que se
tiene una resolución de dos. La resolución depende de las características de la entrada.
La cantidad de valores cuantizados es igual a 2n, con n el número de bits del registro
donde se almacena la variable digital que resulta de la transformación. Generalmente,
en los controladores más sofisticados, se asocia un registro de 16 bits a cada una de
las entradas analógicas, con lo que se tiene una resolución de 216
La unidad de entradas proporciona el aislamiento eléctrico necesario del entorno y
adecua el voltaje de las señales eléctricas que recibe el PLC que provienen de los
interruptores de los contactos. Las señales se ajustan a los niveles de voltaje que marca
la Unidad Lógica
A este módulo se unen eléctricamente los captadores (interruptores,
finales de carrera, pulsadores,...). La información recibida en él, es
enviada a la CPU para ser procesada de acuerdo la programación
residente.

Figura 4 capacitor. Activo - capacitor Pasivo
Se pueden diferenciar dos tipos de captadores que se pueden conectar al módulo de
entradas: Los Pasivos y los Activos. ·
Los Captadores Pasivos son aquellos que cambian su estado lógico, activado - no
activado, por medio de una acción mecánica. Ejemplo de ellos son los Interruptores,
pulsadores, finales de carrera, etc.
Los Captadores Activos son dispositivos electrónicos que necesitan de la alimentación
por una tensión para variar su estado lógico. Este es el caso de los diferentes tipos de
detectores (Inductivos, Capacitivos, Fotoeléctricos).
Muchos de estos aparatos pueden ser alimentados por la propia fuente de
alimentación del autómata. Todos los que conocen los circuitos de automatismos
industriales realizados con contactores, saben que se pueden utilizar, como
captadores, contactos eléctricamente abiertos o eléctricamente cerrados dependiendo
de su función en el circuito (hablaremos de este tema un poco más adelante).
Como ejemplo podemos ver un simple arrancador paro / marcha. En él se distingue el
contacto usado como pulsador de marcha que es normalmente abierto y el usado
como pulsador de parada que es normalmente cerrado (Ver figura izquierda en la
siguiente página)
Sin embargo en circuitos automatizados por autómatas, los captadores son
generalmente abiertos. El mismo arrancador paro / marcha realizado con un autómata
(figura de la derecha en la página siguiente) contempla esta variedad.
En él se ve que ambos pulsadores y el relé térmico auxiliar son abiertos.

La unidad de salidas
Salidas: Internamente son circuitos electrónicos que realizan el acople entre las
señales digitales utilizadas por el PLC y las señales analógicas o cuantizadas que
utilizan los actuadores. Externamente lucen como una bornera donde se realizan las
conexiones entre el PLC y los actuadores.
Las salidas se clasifican, al igual que en el caso de las entradas, en digitales y
analógicas. Las salidas digitales se aplican a actuadores como bobinas de
contactores, electroválvulas, etc.
Existen salidas digitales: de voltaje y de relé. Las salidas de voltaje asignan una
magnitud de voltaje, que depende del fabricante, al estado 1 lógico y de 0 V al estado
0 lógico. Las salidas de relé consisten en un contacto seco que se cierra en el estado1
y se abre en el estado 0.
En el caso de salidas analógicas, los valores de salida están generalmente entre 0 Vd.
a 10 Vdc para las salidas de voltaje y de 4 mA a 10 mA para las de corriente, aunque
estos valores varían según el fabricante. Estas señales comandan actuadores como
válvulas solenoides, servomotores, etc.
A las salidas se les asigna un espacio de memoria del PLC llamado imagen de salida,
el cual contiene la información de todas las salidas en todo momento.
La unidad lógica
El corazón de un PLC es la unidad lógica, la cual se basa en un
microprocesador. Esta unidad ejecuta las instrucciones programadas en

la memoria, para desarrollar los esquemas de control lógico que se han diseñado
previamente.
Algunos equipos antiguos contienen en la unidad lógica elementos discretos, como
por ejemplo: Compuertas NAND, NOR, FLIPFLOP, CONTADORES, etc. Este tipo de
controladores son de HARDWARE (físicos), mientras que aquellos que utilizan
memorias se llaman de SOFTWARE (lógicos).
La unidad de memoria
Memoria del PLC: es el lugar físico donde residen el sistema operativo, el programa,
los datos de ejecución y las imágenes de entrada y salida. El sistema operativo es un
programa que utiliza el PLC para iniciar su operación y realizar las configuraciones
propias de su funcionamiento.
La memoria del PLC se clasifica en diferentes clases dependiendo de su modo de
acceso y volatilidad.
a-) EEPROM: es una memoria de sólo lectura que puede ser escrita por medios
electrónicos. No necesita de una fuente de poder para mantener sus datos. Por su
característica no volátil, se utiliza para guardar datos esenciales, tal como el sistema
operativo y el programa.
b-) RAM: es una memoria reescribidle de acceso aleatorio que se utiliza para guardar
los datos generados mientras se ejecuta el programa. Es volátil, por lo que los datos
almacenados se pierden si se le suspende la alimentación.

Administración de entradas y salidas de un PLC
Bases del montaje
El montaje de los diversos módulos del PLC se realiza en slots o espacios preparados
ubicados en racks o armarios.
Los módulos básicos de un PLC son: Fuente de alimentación CPU Interfaces de
entrada y salida Dependiendo del modelo y la marca, existen en el mercado racks de
diversos tamaños, que pueden contener por ejemplo 4, 6, 8, 12, 14 y 16 slots.
Según la aplicación y los equipos a montar, se debe escoger el tamaño adecuado de
rack. En todo caso, siempre es posible instalar un módulo de ampliación, que permite
la conexión de un rack adicional.
Otros módulos existentes son:
 Módulos de comunicaciones (TCP/IP, DH+, etc.)
 Módulos de control de redundancia Módulos para conexión de racks remotos
 Módulos de interfaz hombre-máquina (teclado, monitores, etc.)
 Módulos de almacenamiento de información Módulos controladores PID
Módulos de comunicaciones
Los módulos de comunicaciones permiten la conexión del PLC a otros sistemas de
información, tales como computadores y otros
PLC.
Existen por ejemplo redes tipo Data Highway (Conjunto de dispositivos electrónicos -
PCs, servidores, módems, routers - y elementos de comunicación - redes telefónicas,
fibras ópticas, satélites - que permiten a empresas y particulares el acceso a grandes
cantidades de información) para establecer una red de PLC conectados a un
computador Host, utilizada comúnmente en sistemas de control distribuido.
Módulos de control de redundancia
Son utilizados para asegurar la operación de un módulo redund ante en
caso de fallos (el módulo redundante es aquel que se emplea por

duplicado para garantizar que el sistema no se cae aunque falle alguno de los
subsistemas que lo atienden).
Generalmente se utiliza redundancia para el módulo de fuente de alimentación y la
CPU
Módulos para conexión de racks remotos
En muchas aplicaciones los sensores y los actuadores están localizados a gran
distancia del PLC. En estos casos se utilizan los racks remotos, que se conectan por
medio de un cable al rack central del PLC. De este modo se consiguen distancias de
hasta 300 metros.
Para establecer esta comunicación se utiliza un módulo denominado canal controlador
de entradas y salidas (IOCC) en el rack local y otro llamado controlador de base (DBC)
en el rack remoto, al que se le puede conectar otro rack remoto, estableciéndose así
una arquitectura distribuida con distintos niveles de jerarquía

Módulos de interfaz hombre-máquina
Se utilizan para establecer la comunicación entre el PLC y el usuario. En la mayoría
de los casos se emplea con este fin, un computador PC conectado seriamente, desde
el cual se puede programar el PLC y ver los estados de los registros internos y los
puntos de entrada/salida. En otros casos se usa un Hand held monitor, que es un
dispositivo pequeño con teclas funcionales y pantalla de caracteres
Módulos de almacenamiento de información
Por lo general se utilizan medios de almacenamiento magnéticos tales como cintas y
discos, en los que se puede guardar información de los valores de los puntos de
entrada y salida y registros internos.
Módulos controladores PID
Se utilizan en el control de procesos, en el que se pretende conseguir que una variable
de salida de un proceso sea igual a una variable de referencia
Puntos de entrada y salida
Los puntos de entrada y salida del PLC son las entradas y salidas físicas que éste
puede manejar. Cada punto tiene su representación interna en la memoria del PLC,
en la que se utilizan números para identificarlos.
Por lo general los módulos de entrada y salida vienen configurados en grupos de 8
puntos y pueden llegar hasta 1024, ampliables a más.
Los puntos de entrada son designados como X0, X1, X2, X3..., mientras que los
puntos de salida se identifican como Y0, Y1, Y2, Y3... En el gráfico que verás a
continuación se muestra una configuración básica de un PLC de 16 entradas y 16
salidas:

Comprender la configuración de las funciones PID de un PLC avanzado
Este bloque de instrucción aplica el algoritmo PID sobre variables internas tipo entero
de 16 bits. Se utiliza generalmente en lazos cerrados de control de procesos de
variables físicas como temperaturas, presiones, niveles o flujos.
Las variables del sistema de control en lazo cerrado que son monitoreadas por el
controlador son: la variable controlada (VC) y el valor deseado (VD). Así mismo, la
salida de controlador (SC) manipulará el actuador del sistema de control.
La figura 3.2 muestra el control del nivel de un tanque mediante un lazo cerrado en
modo servomecanismo, donde el controlador es el PLC.
Es importante notar que las variables físicas son medidas y transformadas a señales
eléctricas por los transductores, que sirven como parte del enlace entre el sistema
hidráulico y el controlador digital. Los dos transductores que se muestran son: la
válvula de control y el sensor de nivel. Todas las señales digitales están definidas
dentro del controlador, los módulos de entradas y salidas analógicas realizan las
conversiones de analógico al digital. El valor de consigna o valor deseado es una señal
digital, la cual es manipulada por el usuario mediante una interface hombre-máquina.
Esta instrucción necesita de un bloque de 23 palabras de un archivo tipo entero para
operar debidamente. Ese bloque contiene los valores de resultados parciales que la
instrucción obtiene mientras realiza la operación PID. Además contiene
palabras con parámetros del bloque y bits de control.
La salida de la instrucción es escrita como un elemento tipo número
entero. Este elemento puede estar en el mismo archivo donde está el bloque de

parámetros, pero no puede ser parte de él. Este elemento es la señal de salida del
controlador SC, por ello al final del programa debe ser movido a la imagen de salidas
del PLC.
El valor consigna VD es una palabra de 16 bits creada en una dirección en el mismo
bloque de control.
La variable controlada VC reside en un elemento tipo entrada correspondiente al
módulo de entradas analógicas y debe ser movida a un elemento de 16 bits tipo entero
en el mismo archivo donde está el bloque de control de la instrucción PID.
Un valor adicional de nivel dc puede ser sumado a la señal de salida del algoritmo de
control. La ecuación PID que es implementada por el PLC es la siguiente.
Con E=VD-VC.
Aquí se nota que el modo derivativo es aplicado sólo a la variable controlada. Los
términos KC, KC/TI y KC*TD son las ganancias de los modos proporcional, integral y
derivativo, respectivamente.
Los parámetros del bloque de función son: ganancia del controlador KC, término de
restablecimiento TI, término de razón de cambio TD. La relación de éstos con los
términos ganancia proporcional Kc, tiempo integral Ti y tiempo derivativo Td en un
algoritmo PID ideal es:
KC (sin unidades) = Kc (sin unidades)
TI (minutos) = Ti / 60 (Ti en segundos)
TD (minutos) = Td / 60 (Td en segundos)
Funcionamiento de salidas analógicas y PWM de un PLC avanzado.
En la siguiente representación se muestran las relaciones que se producen entre los
componentes de hardware y software cuando se utiliza el objeto tecnológico "Eje":

Hardware de la CPU
 El hardware de la CPU permite controlar y supervisar el accionamiento físico.
Accionamiento
 El accionamiento representa la unidad formada por la etapa de potencia y el
motor. Se pueden utilizar motores pasos a paso o servomotores con interfaz
de impulsos.
Objeto tecnológico "Eje"
 El accionamiento físico, mecanismo incluido, se representa en el portal TIA
como TO "Eje". Configure el objeto tecnológico "Eje" con los siguientes
parámetros:
 Selección del PTO que va a utilizarse (Pulse Train Output) y configuración de
la interfaz del accionamiento
 Parámetros mecánicos y de multiplicación del engranaje del accionamiento (o
de la máquina o instalación)
 Parámetros para la monitorización de posición, para parámetros de dinámica
y para referenciación
La configuración del objeto tecnológico "Eje" se guarda en el objeto tecnológico
(bloque de datos). Este bloque de datos conforma simultáneamente la interfaz
entre el programa de usuario y el firmware de la CPU. Durante el tiempo de
ejecución del programa de usuario los datos actuales del eje se guardan en el
bloque de datos del objeto tecnológico.
Programa de usuario
El programa de usuario le permite iniciar peticiones en el firmware de la
CPU mediante instrucciones de Motilón Control. Se pueden realizar las
siguientes peticiones para controlar el eje:

 Posicionar eje de forma absoluta
 Posicionar eje de forma relativa
 Mover eje con reajuste de velocidad
 Ejecutar peticiones de eje como secuencia de movimientos (a partir de la
tecnología V2.0).
 Mover eje en modo de pulsación o 'jog'
 Parar eje
 Referenciar eje; fijar punto de referencia
 Acusar errores
Normalización y escalado de un valor de entrada analógica
Una entrada analógica de un módulo de señales analógicas o Signal Board que usa
entrada de intensidad se encuentra en el rango de valores válidos entre 0 y 27648.
Suponiendo que una entrada analógica representa una temperatura en la que el valor
0 de la entrada analógica representa -30,0 grados C y 27648 representa 70,0 grados
C. Para transformar el valor analógico en las correspondientes unidades de ingeniería,
normalice la entrada a un valor entre 0,0 y 1,0 y a continuación escálelo entre -30,0 y
70,0. El valor resultante es la temperatura representada por la entrada analógica en
grados Celsius:
Normalización y escalado de un valor de salida analógico
Una salida analógica de un módulo de señales analógicas o Signal Board que utiliza
una salida de intensidad debe estar en el rango de valores válidos entre 0 y 27648.
Supongamos que una salida analógica representa un ajuste de temperatura en el que
el valor 0 de la entrada analógica representa -30,0 grados Celsius y 27648 representa
70,0 grados Celsius. Para convertir un valor de temperatura guardado
que se encuentra entre -30,0 y 70,0 en un valor para la salida analógica
dentro del rango entre 0 y 27648, es necesario normalizar el valor

correspondiente a unidades de ingeniería en un valor entre 0,0 y 1,0, y a continuación
escalarlo al rango de la salida analógica, de 0 a 27648:
Recuerde que si la salida analógica estaba destinada a un módulo de señales
analógicas o una Signal Board con tensión, el valor MIN para la instrucción SCALE_X
sería -27648 en lugar de 0.
Salida de impulsos y sentido (PWM)
La CPU dispone de una salida de impulsos o una salida de sentido para controlar un
montor paso a paso o un servomotor con interfaz de impulsos. El accionamiento recibe
a través de la salida de impulsos los impulsos necesarios para mover el motor. La
salida de sentido controla el sentido de desplazamiento del accionamiento.
La salida de impulsos y la salida de sentido se encuentran firmemente asignadas entre
sí. Como salidas de impulsos y sentido se pueden utilizar salidas integradas de la CPU
o bien salidas de una Signal Board. Puede elegir entre la salidas integradas de la CPU
y las salidas de la Signal Board en la configuración de dispositivos, bajo Generadores
de impulsos (PTO/PWM) en la rúbrica "Propiedades".
La asignación posible de direcciones de las salidas de impulsos y sentido se recoge en la
siguiente tabla:
CPU S7-
1200
Sin Signal
Board Signal Board Signal Board

DI2/DO2 *) DO4 **)
Salidas PTO1 Salidas PTO2 Salidas PTO1 Salidas PTO2 Salidas PTO1 Salidas PTO2
Imp
.
Sentid
o
Imp
.
Sentid
o
Imp
.
Sentid
o
Imp
.
Sentid
o
Imp
.
Sentid
o
Imp
.
Sentid
o
CPU 1211C,
Ax.
0 Ax.1
Ax.
2 Ax.3
Ax.
0 Ax.1
Ax.
2 Ax.3
Ax.
0 Ax.1
Ax.
2 Ax.3
CPU 1212C,
Ay.
0 Ay.1
Ay.
0 Ay.1
Ay.
2 Ay.3
CPU 1214C
(DC/DC/DC)
CPU 1211C, - - - -
Ay.
0 Ay.1 - -
Ay.
0 Ay.1
Ay.
2 Ay.3
CPU 1212C,
CPU 1214C
(AC/DC/RLY
)
CPU 1211C, - - - -
Ay.
0 Ay.1 - -
Ay.
0 Ay.1
Ay.
2 Ay.3
CPU 1212C,
CPU 1214C
(DC/DC/RLY
)
x = dirección inicial de byte de las salidas On-board de la CPU (valor estándar = 0) y =
dirección inicial de byte de las salidas Signal Board (valor estándar = 4)
Si se utiliza una variante de CPU DC/DC/DC con una Signal Board DI2/DO2, las señales del
PTO1 pueden ser emitidas a través de las salidas integradas de la CPU o a través de las
salidas de la Signal Board.
Si se utiliza una variante de CPU DC/DC/DC con una Signal Board DO4, tanto las señales
del PTO1 como del PTO2 pueden ser emitidas a través de las salidas
integradas de la CPU o a través de las salidas de la Signal Board.

Señales del accionamiento
Para Motilón Control puede parametrizar opcionalmente una interfaz de accionamiento para
"Accionamiento habilitado" y "Accionamiento listo". Si se utiliza la interfaz de accionamiento
es posible seleccionar libremente la salida digital para el accionamiento habilitado y la
entrada digital para "Accionamiento listo".
Si se ha activado el PTO (Pulse Train Output) y se ha asignado a un eje, el firmware asume
el control sobre la salida de impulsos y sentido correspondiente.
Al asumir el control se interrumpe también la conexión entre la memoria imagen de proceso
y la salida de periferia. Si bien el usuario tiene la posibilidad de escribir en la memoria imagen
de proceso de la salida de impulsos y sentido con el programa de usuario o la tabla de
observación, ésta no se transmite a la salida de periferia. Por consiguiente, tampoco es
posible observar la salida de periferia a través del programa de usuario o la tabla de
observación. Las informaciones leídas reflejan el valor de la memoria imagen de proceso,
las cuales no coinciden con el estado verdadero de la salida de periferia.
En las demás salidas de la CPU no asignadas fijamente por el firmware de la CPU, el estado
de la salida de periferia puede ser controlado u monitorizado de la forma habitual a través
de la memoria imagen de proceso.
Principio de la interfaz de impulsos
En función de los ajustes del motor paso a paso, cada impulso hace que el motor paso a
paso se desplace en un ángulo definido. Si el motor paso a paso está ajustado, p. ej., a 1000
impulsos por revolución, el motor paso a paso rotará 0,36° por impulso.
La velocidad del motor paso a paso viene determinada por el número de impulsos por unidad
de tiempo.
OHQWR

U£SLGR
W
Lo aquí enunciado también rige para los servomotores con interfaz de impulsos
Relación entre el sentido de desplazamiento y el nivel de tensión en la salida
de sentido
La salida de sentido de la CPU predetermina el sentido de desplazamiento del
accionamiento. El sentido de dirección se configura en la configuración del eje, en
el área "Mecánica". La siguiente representación muestra las relaciones entre la
configuración, la salida de sentido y el sentido de desplazamiento:
Si la opción "Invertir sentido de dirección" está desactivada en la configuración, en
caso de sentido de desplazamiento positivo se emitirá un nivel de 5V / 24 V en la
salida de sentido (la tensión indicada depende del hardware empleado). Si "Invertir

sentido" ha sido activado en la configuración, en caso de sentido de
desplazamiento positivo se emite un nivel de 0 V en la salida de sentido.
Salida de impulsos La operación Salida de impulsos (PLS) se utiliza para controlar
las funciones Tren de impulsos (PTO) y Modulación de ancho de impulsos (PWM)
disponibles en las salidas rápidas (Q0.0 y Q0.1). El asistente de control de
posición mejorado crea operaciones personalizadas para la aplicación que
simplifican las tareas de programación, permitiendo aprovechar las nuevas
funciones de las CPUs S7--200. En el capítulo 9 encontrará más información
acerca del asistente de control de posición.
La operación PLS antigua se puede seguir utilizando para crear aplicaciones de
movimiento. No obstante, sólo las operaciones creadas con el asistente de control
de posición mejorado soportan la rampa lineal del PTO. PTO ofrece una onda
cuadrada (con un ciclo de trabajo de 50%), pudiendo el usuario controlar el tiempo
de ciclo y el número de impulsos. PWM provee una salida continua con un ciclo
de trabajo variable, pudiendo el usuario controlar el tiempo de ciclo y el ancho de
impulsos. El S7--200 dispone de dos generadores PTO/PWM que crean trenes de
impulsos rápidos, o bien formas de onda moduladas por ancho de impulsos. Uno
de estos generadores está asignado a la salida digital Q0.0 y, el otro, a la salida
digital Q0.1. Una marca especial (SM) almacena los siguientes datos para cada
uno de los generadores: un byte de control (8 bits), un valor de contaje de impulsos

(valor de 32 bits sin signo), así como un valor de tiempo de ciclo y un valor de
ancho de impulsos (valores de 16 bits sin signo).
Los generadores PTO/PWM y la imagen de proceso comparten el uso de las
salidas Q0.0 y Q0.1. Cuando está activa una función PTO o PWM en Q0.0 o Q0.1,
el generador PTO/PWM controla la salida e inhibe el uso normal de la misma. La
forma de onda de la salida no se ve afectada por el estado de la imagen de
proceso, ni por el valor forzado de la salida o la ejecución de las operaciones
directas de salida. Si el generador PTO/PWM está desactivado, el control de la
salida retornará a la imagen de proceso. Ésta determina los estados inicial y final
de la forma de onda de la salida, para que la forma de onda comience y termine
en un nivel alto o bajo.
Tren de impulsos (PTO)
PTO ofrece una salida en cuadratura (con un ciclo de trabajo de 50%) para un
número determinado de impulsos y un tiempo de ciclo determinado (v. fig. 6-28).
La función Tren de impulsos (PTO) puede producir uno o varios trenes de impulsos
(utilizando un perfil de impulsos). El número de impulsos y el tiempo de ciclo
pueden indicarse en incrementos en microsegundos o milisegundos.
La operación PTO permite efectuar un”pipelining”, es decir, concatenar o canalizar
los trenes de impulsos. Tras haber finalizado el tren de impulsos activo,
comenzará inmediatamente la salida de un nuevo tren de impulsos. Así se
garantiza la continuidad de los trenes de impulsos subsiguientes.
Utilizar el asistente de control de posición
El asistente de control de posición procesa automáticamente el ’pipelining’
monosegmento y multisegmento de los impulsos PTO, la modulación de ancho de

impulsos y la configuración de las marcas especiales. Además, crea una tabla de
perfiles. La información contenida aquí se suministra a título de referencia. Es
recomendable que utilice el asistente de control de posición. Para más información
acerca de este asistente, consulte el capítulo 9.
Pipelining monosegmento de impulsos PTO
En este modo, el usuario debe actualizar las direcciones de las marcas especiales
para el siguiente tren de impulsos. Tras haber arrancado el segmento PTO inicial,
el usuario debe modificar inmediatamente las direcciones de las marcas
especiales conforme a lo requerido para la segunda forma de onda, y ejecutar
nuevamente la operación PLS.
Los atributos del segundo tren de impulsos se conservan en una”pipeline” hasta
finalizar el primer tren de impulsos. En la”pipeline” sólo se puede almacenar un
registro. Tras haber finalizado el primer tren de impulsos, comenzará la salida de
la segunda forma de onda y la”pipeline” quedará libre para acoger un nuevo tren
de impulsos. Este proceso se puede repetir entonces para ajustar las
características del siguiente tren de impulsos. Entre los trenes de impulsos se
producen transiciones suaves, a menos que cambie la base de tiempo o si el tren
de impulsos activo finaliza antes de que un nuevo tren de impulsos sea capturado
al ejecutarse la operación PLS.
Pipelining multisegmento de impulsos PTO
En este modo, el S7--200 lee automáticamente las características de todos los
trenes de impulsos en una tabla de perfiles almacenada en la memoria de
variables (memoria V). Las marcas especiales utilizadas en este modo son el byte
de control, el byte de estado y el offset inicial de la tabla de perfiles en la memoria
V (SMW168 o SMW178).
La base de tiempo se puede indicar en microsegundos o milisegundos, pero la
selección es aplicable a todos los valores de tiempo de ciclo en la tabla de perfiles,
no pudiendo modificarse durante la ejecución del perfil. Al ejecutarse la operación
PLS se inicia el modo multisegmento.

Sensores Inductivos
Paso No. 1: Primero debemos saber que tipo de Entradas tenemos en nuestro
PLC. Los PLC vienen con dos tipos de entradas, Entradas PNP ó Entradas NPN.
Si conectamos un sensor a una entrada de otro tipo este no va a funcionar.
23
Paso No. 2: Analizar el código de colores que trae nuestro Sensor. Por lo general
estos bienen con 3 Hilos, El de color Cafe es ( + ), el Azul ( - ) y el color Negro Es
el cable de señal, que es el que va en la entrada del PLC.
Paso No. 3: Hacer las Conexiones, El cable Cafe al Positvo del PLC, el cable Azul
al Negativo del PLC y el cable Negro a una de las Entradas del PLC.
Ejemplo de Conexión de Sensor PNP en PLC con entradas PNP:
Todos los registros de segmentos tienen una longitud de 8 bytes, comprendiendo
un valor de tiempo de ciclo de 16 bits, un valor delta de tiempo de ciclo de 16 bits
y un valor de contaje de impulsos de 32 bits. La tabla 6-34 muestra el formato de
la tabla de perfiles. El tiempo de ciclo se puede incrementar o decremento
automáticamente programando una cantidad determinada para cada impulso.
Este tiempo se prolonga o se acorta programando en el campo delta un valor
positivo o negativo, respectivamente, y permanece inalterado si se programa el
valor”0”. Mientras se está ejecutando el perfil PTO, el número del segmento activo
actualmente se indica en SMB166 (o SMB176).

Control PWM
Configurar un canal de impulsos para PWM
Para preparar la modulación de ancho de impulsos (PWM), configure primero un
canal de impulsos en la configuración de dispositivos, seleccionando la CPU,
luego el generador de impulsos (PTO/PWM) y elija PWM1 o PWM2. Habilite el
generador de impulsos (casilla de verificación). Si está habilitado un generador de
impulsos, se le asigna un nombre predeterminado y unívoco. Este nombre puede
cambiarse editando el campo de edición "Nombre:", pero debe ser un nombre
unívoco. Los nombres de los generadores de impulsos habilitados se convierten
en variables en la tabla de variables "Constantes" y están disponibles para ser
utilizados como parámetro PWM de la instrucción CTRL_PWM.
 Es posible cambiar el nombre del generador de impulsos, agregar un
comentario y asignar parámetros como se indica a continuación:
 Generador de impulsos utilizado: PWM o PTO (seleccione PWM)
 Fuente de salida: CPU o SB integrada
 Base de tiempo: milisegundos o microsegundos
 Formato de la duración de impulso:
– Centésimas (0 a 100)
– Milésimos (0 a 1000)
– Diezmilésimos (0 a 10000)
– Formato analógico S7 (0 a 27648)

 Tiempo de ciclo: Introduzca el valor del tiempo de ciclo. Este valor sólo se
puede modificar en la "Configuración de dispositivos".
 Duración de impulso inicial: Introduzca la duración de impulso inicial. El
valor de la duración de impulso puede modificarse en runtime.
Nota:
29 Para el procesamiento de los valores analógicos son muy importantes los tipos
de datos "INT" y "REAL", ya que los valores analógicos leídos tienen formato de
números enteros "INT" y para que el procesamiento posterior sea exacto,
teniendo en cuenta los errores de redondeo de "INT", solo se consideran los
números en coma flotante "REAL".Lectura/emisión de valores analógicos Los
valores analógicos se leen o se emiten como palabras en el PLC. El acceso a esas
palabras se realiza, por ejemplo, mediante los operandos: %EW 64 Palabra de
entrada analógica 64 %AW 80 Palabra de salida analógica 80 Cualquier valor
analógico ("Canal") tiene asignada una palabra de entrada o de salida. El formato
es "int", un número entero. El direccionamiento de las palabras de entrada o
salida se rige por el direccionamiento en la vista general de dispositivos. Por
ejemplo: La dirección de la primera entrada analógica sería %EW 64, la de la
segunda entrada analógica, %EW 66, la de la salida analógica, %AW 80. La
transformación del valor analógico para su posterior procesamiento en el PLC es
el mismo en las entradas y en las salidas analógicas.Los rangos de valores
digitalizados tienen el siguiente aspecto:
30
Normalizar valores analógicos Si se dispone de un valor de entrada analógico
en forma digitalizada, este debe además normalizarse por regla general para que
los valores numéricos coincidan con las magnitudes físicas en el proceso. Del
mismo modo, habitualmente la salida analógica en la palabra de salida de periferia
tiene lugar después de haber normalizado el valor de salida. En los programas
STEP 7, para la normalización se recurre a las operaciones aritméticas. Para que
estas se realicen con la mayor exactitud posible, para la normalización deben
transformarse los valores al tipo de datos REAL, para minimizar los errores de

redondeo. En los siguientes capítulos se muestra un ejemplo basado en la
vigilancia del nivel de llenado de un depósito.
Esquema para un sensor de temperatura Para hacer el esquema de control del
PLC podría ser de la siguiente forma O dicho control de entrada analógica va
conjuntamente con los 24 DC de salida del PLC ? que quizas seria tipo asi: Al
conectar una fuente externa y el 2M, quedaría de la siguiente forma
Sensores capacitivos Este tipo de sensor tiene la misión de detectar aquellos
materiales cuya constante dieléctrica sea mayor que la unidad. El sensor
capacitivo basa su operación en el campo eléctrico que puede ser almacenado en
un capacitor, el cual dependiendo del material dieléctrico la carga almacenada
será muy grande o pequeña, teniendo como 31 base la constante dieléctrica del
aire que es igual que 1, cualquier otro material que puede ser plástico, vidrio, agua,
cartón, etc, tienen una constante dieléctrica mayor que 1. Pues bien para detectar
un material que no sea el aire, el sensor capacitivo tiene que ser ajustado para
que sepa que material debe detectar. Un ejemplo para emplear este tipo de sensor
es en una línea de producción en donde deben llenarse envases transparentes ya
sean de vidrio o plástico, con algún líquido que inclusive puede ser transparente
también.
Ilustración 1 sensor capacitivo Con toda la variedad de sensores tanto discretos
como analógicos que han sido revisados en esta oportunidad, se han cubierto una
buena cantidad de variables físicas que se pueden medir y cuantificar, de hecho
se encuentran las más comunes, pero aun así falta tomar en cuenta mas variables
físicas como pueden ser las químicas (pH, CO2, etc.) ó también los niveles de
humedad ya sea relativa del medio ambiente, ó de la tierra o dentro de algún
proceso, y así podemos continuar enumerando variables físicas, pero para cada
una de estas existe un sensor que adecuadamente reportara los niveles de su
magnitud. Por otra parte, todos los sensores que se encuentran inmersos dentro
de los procesos industriales de una empresa se encuentran normalizados, esto

es, que no importa la marca ni el fabricante de estos sensores, ya que todos deben
cumplir con las distintas normas que rigen a los sistemas automáticos, y como
ejemplo de estas normas se tienen las siguientes: *ANSI (Normas Americanas).
*DIN (Normas Europeas). *ISO (Normas Internacionales). *IEEE (Normas
eléctricas y electrónicas). *NOM (Normas Mexicanas).
32 Todas las normas establecen medidas de seguridad, niveles de voltaje,
dimensiones físicas de los sensores, etc. Por último queremos recordar que los
sensores son elementos importantes en el proceso de automatización, razón por
la cual se deben seleccionar adecuadamente y posteriormente cuando se este
diseñando el programa para el PLC que normalmente el que manejamos es el
llamado lenguaje en escalera, representemos la actividad de los sensores
mediante los símbolos que ya hemos revisado en entregas anteriores, que a
manera de recordatorio las enlistamos a continuación. *.- Accionamiento de
entrada momentáneo (para los sensores). Recapitulando, se puede mencionar
que los sensores representan a los ojos del sistema de control automático,
mientras que la otra parte importante y es la que manipula al proceso dependiendo
de los datos alimentados al sistema de control, se le conoce con el nombre de
“actuadores”. Para conectar un sensor se debe tener en cuenta lo siguiente:
Paso No. 1: Primero debemos saber que tipo de Entradas tenemos en nuestro
PLC. Los PLC vienen con dos tipos de entradas, Entradas PNP ó Entradas NPN.
Si conectamos un sensor a una entrada de otro tipo este no va a funcionar.
Paso No. 2: Analizar el código de colores que trae nuestro Sensor. Por lo general
estos bienen con 3 Hilos, El de color Cafe es ( + ), el Azul ( - ) y el color Negro Es
el cable de señal, que es el que va en la entrada del PLC.
Paso No. 3: Hacer las Conexiones, El cable Cafe al Positvo del PLC, el cable Azul
al Negativo del PLC y el cable Negro a una de las Entradas del PLC.
Ejemplo de Conexión de Sensor capacitivo en PLC con entradas PNP:
33

Ejemplo de Conexión de Sensor capacitivo en PLC con entradas NPN: Como
podemos observar en las gráficas anteriores, mientras que el tipo de salida del
sensor sea compatible con el tipo de entrada del PLC se vería que se conectan
igual. Ojo, si el Sensor es PNP el PLC debe ser del mismo tipo PNP. Ahora bien,
el problema se presenta cuando tenemos que alambrar un Botón pulsador,
Selector, Limit switch, ó cualquier otro tipo de entrada que sea una simple
conexión mecánica. Antes de hacer la conexión debemos saber el tipo de entradas
del PLC, NPN ó PNP, asi sabremos si una de las terminales del Botón va a la
terminal Positiva ó Negativa y la Otra a la Entrada del PLC.

Características y funciones avanzadas de un PLC modular

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