Semaforo cante

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE
INGENIERÍA EN MECATRÓNICA
Alumno:
Edgar Pérez Cante
CUATRIMESTRE: 10° GRUPO: “A”
UNIDAD II
NOMBRE DE LA ASIGNATURA:
CONTROL LOGICO AVANZADO
NOMBRE DEL DOCENTE:
Eduardo Bocanegra Moo
PERIODO:
Septiembre-Diciembre
REPORTE DE PRÁCTICA:
Semáforo
FECHA DE ENTREGA:
09/11/2016

INDICE
Tabla de contenido
Identificar las características de un PLC avanzado, módulos, funciones, entradas, salidas,
programación. ................................................................................................................................. 13
La unidad de entradas........................................................................................................... 13
La unidad de salidas .............................................................................................................. 15
La unidad lógica...................................................................................................................... 15
La unidad de memoria........................................................................................................... 16
Administración de entradas y salidas de un PLC...................................................................... 17
Módulos de comunicaciones ................................................................................................ 17
Módulos de control de redundancia .................................................................................... 18
Módulos para conexión de racks remotos.................................................................................. 18
Módulos de interfaz hombre-máquina................................................................................. 19
Módulos controladores PID....................................................................................................... 19
Puntos de entrada y salida ....................................................................................................... 19
Comprender la configuración de las funciones PID de un PLC avanzado.................... 20
Funcionamiento de salidas analógicas y PWM de un PLC avanzado........................... 22
Normalización y escalado de un valor de entrada analógica .......................................... 24
Salida de impulsos y sentido (PWM)................................................................................... 25
Relación entre el sentido de desplazamiento y el nivel de tensión en la salida de
sentido...................................................................................................................................... 27
Tren de impulsos (PTO) ........................................................................................................ 30
Función PID integrada de un PLC....................................................................................... 33
Modulación del ancho de pulso (PWM) .............................................................................. 36
Configurar los generadores de impulsos............................................................................ 37
Utilizar la instrucción CTRL_PWM....................................................................................... 39
Salidas analógicas y entradas.............................................................................................. 40
Módulos De Entrada Discreta ........................................................................................... 41
Módulos De Salida Discreta ................................................................................................... 43
Módulos De Salida Discreta Tipo Relé ........................................................................... 43
Módulos De Entrada Analógica........................................................................................ 44
Módulos De Salida Analógica........................................................................................... 45

Sensores con señal de salida binaria (Tipo A) .................................................................. 46
Sensores con señal de salida por pulsos (Tipo B)............................................................ 46
Sensores con salida analógica sin amplificador (Tipo C) ................................................ 47
Sensores con salida analógica amplificada (Tipo D)........................................................ 47
Sistemas de sensores con señal de salida estandarizada (Tipo E)............................... 48
Señales analógicas ................................................................................................................ 48
Conexión Ethernet como medio de comunicación del PLC .......................................... 51
Configuración de conexión PLC-PC por puerto Ethernet ................................................ 53

Estrategia Didáctica: Duración (Horas): No. Máximo de Integrantes:
Demostración práctica,
Aprendizaje basado en proyectos
10 Horas 1
Objetivo(s):
El alumno diseñará interfaces de instrumentación virtual para el control y monitoreo de sistemas
automatizados utilizando PLC y redes industriales.
Conocimientos Previos:
 Redes de computadoras
 Programación básica
Materiales, Equipos y Herramientas:
Cantidad Descripción Especificaciones Técnicas
1 PLC modular Entradas / Salidas Digitales
2 Sensor Capacitivo, potenciometro
Diagramas:
Para iniciar el proceso de programación se utiliza el software V11, una vez que haya abierto el
programa, escribimos un nuevo proyecto SEMAFORO. Y damos clic en crear.
Una vez que hemos hechos los paso de crear proyectos, nos abrirá una nueva ventana, y
seleccionemos la opción de “crear proyectos”

Al seleccionar “crear Proyectos” nos abrirá una ventana, y de ahí seleccionaremos agregar
dispositivos y demos la opción de PLC, seleccionemos SIMATIC S7-1200, seguimos seleccionando
CPU y por ultimo seleccionemos CPU 1200 sin especificar. Y nos va a aparecer 6ES7 2XX-XXXX-XXXX
Y damos clic en agregar.
Una vez que hemos hechos los pasos nos abrirá una ventana nueva y blanca, ahora para iniciar se
selecciona la opción PLC_1[CPU 1212C…..] y de ahí nos mostrara varias opciones y seleccionaremos

la opción que dice bloque Main OB1, en el que se realizará la lógica de programación, y es ahí donde
empezaremos a trabajar.
Ahora lo que necesitamos es hacer una conexión online, para que el plc nos de una señal que este
parpadenado.

Para la programación del semáforo se necesita:
 Un Timer
 Comparadores
 Interruptores
 MOV´s
 Salidas para las luminarias
Primero haremos la tabla de variables que utilizaremos en el programa, las entradas, salidas y las
marcas.
Se añade el Timer y se le debe agregar un contacto normalmente cerrado con la marca del Timer
entre la línea de voltaje y el Timer.

Se debe agregar un contacto normalmente abierto y 6 MOV. En la entrada se deben agregar los
tiempos requeridos y a la salida en donde se requiera mover ese valor, para que de esa manera
pueda tener diferentes valores cada uno de los semáforos en el cruzamiento.
El último MOV es para modificar el tiempo del Timer cuando se accione o se desactive el interruptor
I0.0 por medio de la variable llamada ajuste.
A continuación se agrega un contacto I0.0 normalmente cerrado para aumentar el tiempo del Timer.
Se añaden otros MOV.

Se colocan los comparadores que activarán las salidas del primer semáforo.
Semaforo Verde:
Semaforo Amarillo:
Semaforo Rojo:

Y las salidas del segundo semáforo.
Semáforo 2 Verde:
Semáforo 2 Amarillo:
Semáforo 2 Rojo:

Conclusión:
En esta práctica se pretende demostrar el uso de contadores, o timers, los cuales permiten realizar
actividades determinadas durante una línea de proceso, si bien es necesario establecer una lógica
específica al programa, para que este cumpla con las necesidades. Para ello en este caso el uso de
un semáforo representativo.
Podemos observar el funcionamiento del semáforo cuando se está haciendo los cambios, los
tiempos de cada color.
En esta práctica, se pudo hacer uso del movimiento de datos (MOV) y de modificación de éstos datos.
Cabe resaltar que las aplicaciones en las que los PLC de esta rama son muy extensa y muy
provechosa.
Ya que es muy práctico para hacer cualquier tipo de proyectos, con tan solo utilizar el PLC touch, con
eso nos bastamos y así evitemos menos cables.

Identificar las características de un PLC avanzado, módulos, funciones,
entradas, salidas, programación.
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 1 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
Vdc 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 volatibilidad.
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 reescribible 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 redundante 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 serialmente,
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 a digital. El valor de consigna ó 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
reestablecimiento 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 Motion Control. Se pueden realizar las siguientes
peticiones para controlar el eje:
 Posicionar eje de forma absoluta
 Posicionar eje de forma relativa
 Mover eje con preajuste 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/RL
Y)
CPU 1211C,- - - -
Ay.
0 Ay.1 - -
Ay.
0 Ay.1
Ay.
2 Ay.3
CPU 1212C,
CPU 1214C
(DC/DC/RL
Y)
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 Motion 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.
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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
ó 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.
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 decrementar
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 (ó 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.
Función PID integrada de un PLC.
Para sintonizar el PID, se utilizará un modelo del sistema en tiempo continuo. Esto
debido a que el método síntesis de controladores es aplicable a sistemas continuos.
Ya que el PLC es un controlador discreto, la respuesta del sistema de control real
puede diferir de la respuesta que se obtendrá mediante este modelo continuo. Los
parámetros derivados de la respuesta al escalón del modelo continuo se
identificarán como parámetros continuos.
El diagrama en bloques del modelo en tiempo continuo del sistema de control se
muestra en la figura.4.7.
Figura 4.7 Diagrama en bloques del modelo en tiempo continuo del sistema de
control.
Este procedimiento es válido solo para plantas estables a lazo abierto y se lleva a
cabo siguiendo los siguientes pasos:

1. Utilizando solo control proporcional, comenzando con un valor de ganancia
peque no, ˜incrementar la ganancia hasta que el lazo comience a oscilar. Notar que
se requieren oscilaciones lineales y que ´estas deben ser observadas en la salida
del controlador.
2. Registrar la ganancia crıtica del controlador Kp = Kc y el perıodo de oscilación de
la salida del controlador, Pc. (en el diagrama de Nyquist, corresponde a que KcG(jω)
cruza el punto (−1, 0) cuando Kp = Kc). 3. Ajustar los parámetros del controlador
según la Tabla 1:
Nótese que el modo derivativo es aplicado a la variable realimentada, tal y como
indica el algoritmo del bloque de función PID del PLC. La función de transferencia
del sistema en lazo cerrado es:

El sistema implementado es un sistema de control en tiempo discreto, pues el PLC
manipula señales discretas. Para modelar correctamente el sistema, es necesario
utilizar un modelo discreto.
A continuación se calculará la función de transferencia discreta del modelo para los
casos I, II y III. Además en cada caso se obtendrá esta función de transferencia para
diferentes T. Una vez calculada la función de transferencia, se graficará la respuesta
del modelo ante un cambio tipo escalón unitario en el valor deseado en cada caso.
Estos gráficos se utilizarán para realizar el análisis de los resultados obtenidos de
las pruebas experimentales realizadas en el laboratorio al sistema de control.
La figura 4.11 muestra el diagrama en bloques del modelo. La salida analógica del
PLC es modelada por un retenedor de orden cero (ZOH), mientras que la entrada
analógica se modela por un muestreador. El parámetro actualización del bloque PID
“Loop update” será modelado por el valor de periodo de este muestreador, que se
denotará como T. La planta, como siempre, es representada por el modelo Gp(s)
Figura 4.11 Diagrama en bloques del modelo discreto del sistema de control.
Las señales muestreadas se identifican con un asterisco. Es importante notar que
tanto la señal del valor deseado como los bloques integral y derivativo de la función
PID del PLC son modelados por su transformada z, debido a que son señales y
algoritmos discretos Aquí G(z) es el equivalente retenedor planta. La función de
transferencia de la planta es, como se definió

Modulación del ancho de pulso (PWM)
Hay dos generadores de impulsos disponibles para controlar las salidas de impulsos
rápidos: Modulación del ancho de pulso (PWM) y tren de impulsos (PTO). Puesto
que la salida PWM puede variar entre 0 y escala completa, provee una salida digital
que, en numerosos aspectos, es similar a una salida analógica. Por ejemplo, la
salida PWM puede utilizarse para controlar la velocidad de un motor (desde "paro"
hasta "a toda velocidad") o la posición de una válvula (desde "cerrada" hasta
"totalmente abierta"). Las instrucciones de Motion Control utilizan PTO.
El ciclo de carga puede expresarse, por ejemplo,
porcentualmente respecto al tiempo de ciclo o como
cantidad relativa (p. ej. 0:1000 o 0:10000). La duración
de impulso puede variar entre 0 (sin impulso, siempre
off) y escala completa (sin impulso, siempre on).
La instrucción CTRL_PWM ofrece un tiempo de ciclo fijo con un ciclo de trabajo
variable. La salida PWM se ejecuta continuamente tras haberse iniciado a la
frecuencia indicada (tiempo de ciclo). El ancho de impulso varía según sea
necesario para obtener el control deseado. Cada generador de impulsos puede
asignarse a PWM o PTO, pero no a ambos simultáneamente.

Configurar los generadores de impulsos
Los dos generadores de impulsos se mapean en las salidas digitales específicas
como muestra la tabla siguiente. Es posible utilizar las salidas integradas de la CPU
o las salidas opcionales de la Signal Board.
La tabla siguiente muestra los números de las salidas (suponiendo que se utiliza la
configuración predeterminada de las salidas). Si se ha modificado la numeración de
las salidas, sus números serán los que se hayan asignado. Independientemente de
ello, PTO1/PWM1 utiliza las dos primeras salidas digitales, en tanto que
PTO2/PWM2 utiliza las dos salidas digitales siguientes, bien sea en la CPU o en la
Signal Board acoplada. Tenga en cuenta que PWM sólo requiere una salida,
mientras que PTO puede utilizar opcionalmente dos salidas por canal. Si una salida
no se requiere para una función de impulsos, estará disponible para otros usos.
Para el funcionamiento con PWM, configure primero un canal de impulsos en la
configuración de dispositivos seleccionando la CPU, luego "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:", que 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 de la siguiente manera: PWM o PTO (seleccione
PWM)
● Fuente de salida: salidas incorporadas en la CPU o Signal Board
● Base de tiempo: milisegundos o microsegundos
● Formato de la duración de impulso:
– Porcentual (0 por 100)
– Milésimas (0 de 1000)
– Diezmilésimas (0 de 10000)
● Tiempo de ciclo: Introduzca el valor del tiempo de ciclo. Este valor sólo se puede
modificar aquí.
● Duración de impulso inicial: Introduzca la duración de impulso inicial. El valor de
la duración de impulso puede modificarse en runtime.
● Dirección inicial: Introduzca la dirección de palabra de la salida Q en la que desea
depositar el valor de duración del impulso. La dirección predeterminada es QW1000
para PWM1 y QW1002 para PWM2. El valor de la ubicación en cuestión controla el
ancho del impulso y se inicializa a la "duración de impulso inicial:" Valor especificado
cada vez que el PLC pasa de STOP a RUN. Este valor de palabra Q puede
cambiarse en runtime para modificar la duración de impulso.

Utilizar la instrucción CTRL_PWM
Cuando se inserta una instrucción CTRL_PWM en el
editor de programación, se asigna un DB. La instrucción
CTRL_PWM utiliza un bloque de datos (DB) para
almacenar la información de parámetros. La instrucción
CTRL_PWM controla los parámetros del bloque de datos
.
Utilice el nombre de la variable para el parámetro PWM para especificar el
generador de impulsos habilitado.
Cuando la entrada EN es TRUE, la instrucción PWM_CTRL inicia o detiene el PWM
identificado, según el valor de la entrada ENABLE. El valor de la dirección de salida
de palabra Q asociada indica la duración de impulso. Puesto que la CPU procesa la
petición cuando se ejecuta la instrucción CTRL_PWM, el parámetro BUSY siempre
notifica FALSE en las CPUs S7-1200.
La duración de impulso se pone al valor inicial ajustado en la configuración de
dispositivos cuando el PLC cambia por primera vez al estado operativo RUN.
Indique valores para la dirección de la palabra de salida (Q) especificada en la
configuración de dispositivos ("Direcciones de salida" / "Dirección inicial:") de la
forma requerida para cambiar el ancho de impulso. Utilice una instrucción, p. ej. de
movimiento, conversión, matemática o PID, para escribir el ancho de impulso

especificado en la salida (Q) adecuada. El valor de salida debe estar comprendido
en el rango válido (porcentaje, milésimos, diezmilésimos o formato analógico S7)
Salidas analógicas y entradas
Analógicas conectadas a sensores y actuadores industriales para control y
automatización.
Los módulos de entrada o salida son las tarjetas electrónicas que proporcionan el
vínculo entre la CPU del controlador programable y los dispositivos de campo del
sistema. A través de ellas se origina el intercambio de información, ya sea con la
finalidad de adquirir de datos, o para el mando o control de las máquinas presentes
en el proceso.
Los dispositivos de campo de entrada más utilizados son: los interruptores, los
finales de carrera, termostatos, pulsadores, sensores de temperatura, entre
otros.

Los dispositivos de campo de salida más utilizados son: los contactores
principales, las lámparas indicadoras y los reguladores de velocidad.
Los módulos de entrada, transforman las señales de entrada a niveles permitidos
por la CPU. Mediante el uso de un acoplador óptico, los módulos de entrada aíslan
eléctricamente el interior de los circuitos, protegiéndolo contra tensiones
peligrosamente altas, los ruidos eléctricos y señales parásitas. Finalmente, filtran
las señales procedentes de los diferentes sensores ubicados en las máquinas.
Los módulos de salida, permiten que la tensión llegue a los dispositivos de salida.
Con el uso del acoplador óptico y con un relé de impulso, se asegura el aislamiento
de los circuitos electrónicos del controlador, y se transmiten las órdenes hacia los
actuadores de mando.
Debido a que existen una gran variedad de dispositivos exteriores (sensores y
actuadores), encontramos diferentes tipos de módulos de entrada y salida, cada
uno de los cuales sirve para manejar cierto tipo de señal (discreto o análogo) a
determinado valor de tensión o corriente en DC o AC.
Módulos De Entrada Discreta
Estas tarjetas electrónicas se usan como enlace o interface entre los dispositivos
externos, denominados también sensores, y la CPU del PLC.
Estos sensores son los encargados de leer los datos del sistema, que para este
caso sólo son del tipo discreto, además, tienen la característica de comunicar los
dos estados lógicos: activado o desactivado, o lo que es lo mismo, permitir el paso
o no de la señal digital (1 o 0). Los sensores pueden ser de tipo manual (pulsadores,
conmutadores, selectores, etc.) o del tipo automático (finales de carrera, detectores
de proximidad inductivos o capacitivos, interruptores de nivel, etc.)
En la figura siguiente, se presentan los circuitos eléctricos equivalentes y
elementales de los módulos de entrada discreta para DC y AC respectivamente.

Ambos tipos de interface tienen el mismo principio, a diferencia que los de alterna
incluyen una etapa previa de rectificación.

Módulos De Salida Discreta
Al igual que los módulos de entrada discreta, estos módulos se usan como interfase
entre la CPU del controlador programable y los dispositivos externos (actuadores),
en la que sólo es necesario transmitirle dos estados lógicos, activado o desactivado.
Los actuadores que se conectan a estas interfaces pueden ser: contactores, relés,
lámparas indicadoras, electroválvulas, displays, anunciadores, etc.
Módulos De Salida Discreta Tipo Relé
Estos módulos a diferencia de los anteriores, están compuestos por dispositivos
electrónicos y un micro relé electromagnético de conmutación. Su campo de acción
le permite trabajar en AC y DC y con diferentes niveles de tensión, con la ventaja
de manejar corrientes más elevadas pero con el inconveniente de una corta vida útil
debido al desgaste de la parte móvil de los contactos.
Durante su funcionamiento estos módulos se caracterizan respecto a los de estado
sólido, por el reconocible sonido de los contactos de conmutación que emiten los
micro- relés.

Módulos De Entrada Analógica
Los módulos de entrada analógica son tarjetas electrónicas que tienen como
función, digitalizar las señales analógicas para que puedan ser procesadas por la
CPU. Estas señales analógicas que varían continuamente, pueden ser magnitudes
de temperaturas, presiones, tensiones, corrientes, etc.
A estos módulos, según su diseño, se les puede conectar un número determinado
de sensores analógicos. A estos terminales de conexión (2), se les conoce como
canales. Existen tarjetas de 4, 8, 16 y 32 canales de entrada analógica.
Es importante señalar, que cualquier magnitud analógica que se desea procesar a
través de los módulos de entradas analógicas, tiene que estar representada por una
señal de tensión, corriente o resistencia; este trabajo es realizado por el mismo
sensor o a través de un transductor (dispositivo que transforma cualquier parámetro
físico, químico y biológico en una magnitud eléctrica).
Estos módulos se distinguen por el tipo de señal que reciben, pudiendo ser de
tensión (mV) o de corriente (mA)

Los que se encuentran dentro de ciertos rangos estandarizados. Los más difundidos
son:
Señal de corriente: 0-20 mA, 4-20 mA, ±10 mA
Señal de tensión: 0-10V, 0-5V, 0-2V, ±10V
La ventaja de trabajar con señales de corriente y no con señales de tensión, radica
en que no se presentan los problemas del ruido eléctrico y de caída de tensión.
Módulos De Salida Analógica
Estos módulos son usados cuando se desea transmitir hacia los actuadores
análogos señales de tensión o de corriente que varían continuamente.
Su principio de funcionamiento puede considerarse como un proceso inverso al de
los módulos de entrada analógica.
Las señales analógicas de salida son de dos tipos, señales de corriente y señales
de tensión. Dentro de los valores estandarizados tenemos:

Señal de corriente: 0-20mA, 4-20mA, ± 20 mA
Señal de tensión: 0-10V, ± 10V
Sensores con señal de salida binaria (Tipo A)
Los sensores que tienen dos estados de salida, con lo cual dan una señal binaria
indicando activado o detectando, o en el caso que el sensor esté en reposo estará
inactivo. Estos sensores se les cataloga como sensores tipo A y pueden ir
conectados directamente al PLC. Los sensores con salida binaria son los finales de
carrera, sensores de proximidad, presostatos, etc.
Sensores con señal de salida por pulsos (Tipo B)
Los sensores cuya señal de salida es por trenes de pulsos suelen controlar la
velocidad de los movimientos rotativos de algún sistema como puede ser un motor
o polea estando este engranado al giro del sistema a medir generando unos pulsos
que al ser más continuos estos pulsos nos indican mayor velocidad y en caso
contrario a menor número de pulsos por unidad de tiempo la velocidad es más
reducida. En muchos casos estos trenes de pulsos también nos informan del sentido
de giro.

Estos sensores pueden ir directos al plc siempre que el plc sea lo suficiente rápido
como para poder contar los pulsos a una velocidad elevada. En caso contrario
puede haber una interface entre el sensor y el plc como puede ser tarjetas
electrónicas diseñadas para convertir los pulsos en una señal analógica que es
enviada al plc para que la procese.
Los sensores con salida por trenes de pulsos pueden ser sensores incrementales
de longitud, es decir, lineal o rotativos. Los sensores de este tipo suelen ser
encoders.
Sensores con salida analógica sin amplificador (Tipo C)
Los sensores con salida analógica tendrán una señal que puede tener infinidad de
valores en función del dato a registrar, pero este tipo de sensores sin amplificador
tienen una señal analógica muy baja, necesitando de un circuito complementario
para poder visualizar la señal.
Estos sensores analógicos son potenciómetros lineales, sensores piezoeléctricos,
piezoresistivos, pt-100 o células termoeléctricas, etc.
Sensores con salida analógica amplificada (Tipo D)
Los sensores con salida analógica que el mismo sensor amplifica y convierte a una
señal de salida analógica con valores legibles con equipos de control como puede
ser los plc.
Estos sensores también se le denominan transductores de señal.
Los tipos de señales que pueden tener de salida estos sensores y suelen ser los
más utilizados son de 0 a 10V., de 0 a 20 mA y de 4 a 20mA.

Sistemas de sensores con señal de salida estandarizada (Tipo E)
La señal de salida estandarizarada que utilizan estos sensores o sistemas de
sensores son para comunicar por buses de datos, como pueden ser la RS 232, RS
485, etc.
Son sistemas que se comunican por profibus o buses sensor actuador, siendo
módulos más robustos con comunicación estandar que permite comunicar la señal
obtenida con menos cableado y perdidas de señal despreciables para el sistema.
Señales analógicas
A diferencia de una señal binaria para el PLC, que solo puede adoptar los estados
de señal "Tensión presente +24V" y "Tensión no presente 0V", las señales
analógicas pueden adoptar cualquier valor dentro de un rango determinado. Un
ejemplo típico de sensor analógico es un potenciómetro. En función de la posición
del botón rotativo, se puede ajustar cualquier resistencia hasta un valor máximo.
Ejemplos de magnitudes analógicas en la tecnología de control:
 Temperatura -50 ... +150 °C
 Caudal 0 ... 200 l/min
 Velocidad 500... 1500 rpm, etc.
Entradas analógicas integradas en el PLC S7-1200 El PLC S7-1200 posee dos
entradas analógicas integradas de voltaje con un rango de 0 a 10V, con una
resolución de 10 bits y un rango total de 0 a 27648.

Tipos de Datos 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".

Si se dispone de un valor de entrada analógico en forma digitalizada, este debe
normalizarse por regla general para que los valores numéricos coincidan con las
magnitudes físicas. 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. La instrucción para normalizar en S7-1200 es
NORM_X, la cual normaliza el valor de la variable de la entrada VALUE
representándolo en una escala lineal. Los parámetros MIN y MAX sirven para definir
los límites de un rango de valores que se refleja en la escala. En función de la
posición del valor que se debe normalizar en este rango de valores, se calcula el
resultado y se deposita como número en coma flotante en la salida OUT. Si el valor
que se debe normalizar es igual al valor de la entrada MIN, la salida OUT devuelve
el valor "0.0". Si el valor que se debe normalizar es igual al valor de la entrada MAX,
la salida OUT devuelve el valor "1.0".
La instrucción "Normalizar" utiliza la siguiente ecuación: OUT = (VALUE – MIN) /
(MAX – MIN) Si se requiere que el valor leído esté dentro de un rango específico se
debe realizar un proceso de escalado, La instrucción para escalar en S7-1200 es
SCALE_X, que escala el valor de la entrada VALUE mapeándolo en un determinado
rango de valores. Al ejecutar la instrucción "Escalar", el número en coma flotante de
la entrada VALUE se escala al rango de valores definido por los parámetros MIN y
MAX. El resultado de la escala es un número entero que se deposita en la salida
OUT.
Sin energizar aún el PLC, conecte L1 y N para alimentar el PLC, luego conecte a la
entrada analógica AI0 y a 2M a una fuente variable de voltaje de 0 a 10V (Sino
dispone de una fuente en este rango conecte 1 fuente de alimentación +/-15 VDC
[SO3538-8D] y 1 módulo de referencia de voltaje [SO3536-5A] para obtener una
salida de 0 a 10V como se muestra en la Figura 6), finalmente conecte la entrada
2M con M del PLC para tener la misma referencia. 2. Pida al docente de laboratorio
que revise las conexiones antes de continuar, energice el PLC, descargue y ejecute
el programa mostrado en la Figura.

Figura 6. Conexión de entrada Analógica AI0 a una fuente variable de 0 a 10V.
Conexión Ethernet como medio de comunicación del PLC
La conexión que se desea realizar entre un computador y un PLC se muestra en la
figura ´ 1. En esta figura se observa un componente humano que el que observa y
controla los movimientos del PLC o simplemente los observa. Para realizar esta
actividad el computador que contiene la interfaz de usuario, se conecta a través de
´ su modem a un router compartido, al que también se conecta el adaptador ethernet
que se conecta al PLC para realizar la transmisión de señales. El adaptador ethernet
esencial y corresponde a un módulo incorporado al PLC, el cual tiene entradas y
salidas, y es una de los variados tipos de conexiones con las que puede trabajar.
La conexión Ethernet es un estandar de redes de computadores de área local, o
sea de corta extensión, en este caso surge como alternativa una conexión PPI. La

diferencia entre las conexiones anteriormente nombradas radica en la velocidad de
transmisión, Ethernet transmite a 10Mbps, mientras que PPI a 9.6 Kbps. Por una
rapidez de transmisión mil veces mayor la opción escogida es Ethernet. [2] [3]
El estandar Ethernet está definido por la IEEE y definido por el dıgito 802, múltiples
actualizaciones y ´ variaciones ha sufrido este componente las cuales se han
desarrollado desde 1972 por el mismo organismo. Este tipo de conexión es
empleada en diversas velocidades, medios físicos y señalizaciones por esto
también se ha definido un identificador para cada medio
En la figura 2 se ilustra un identificador tipo, este está compuesto por 3 columnas,
la primera define la rapidez de transmisión, la segunda columna el tipo de
señalización utilizada y la tercera columna la información sobre el medio físico. Si
bien el usuario compra un producto definido, debe tener en consideración´ estos
identificadores para desarrollar la conexión.
Una conexión ethernet tiene 4 componentes básicos,
1. Medio físico: Componentes para transportar la señal, (Ej: cables y
conectores).
2. Componentes de señalización: Dispositivos electrónicos que reciben y
envían señales en el canal.
3. Normas de acceso al medio: Protocolo utilizado por la tarjeta de red para
utilizar de forma compartida un canal Ethernet.
4. Un patrón llamado trama: Paquete de bits organizados bajo un estándar, que
transporta la información y datos para orientar en el viaje al mismo.

Figura 3: Identificador tipo medio Ethernet
La trama se ilustra en la Figura 3, se observa que tiene una arquitectura similar a
otras tramas revisadas en la asignatura, la diferencia más prominente radica en que
en este caso se habla de Mac destino y Mac ´ fuente, y a su vez en poseer un
periodo de reposo. Este último parámetro refiere a un periodo de descanso ´ entre
envíos de paquetes, con el objetivo de hacer descansar la conexión, debe
observarse que este depende ´ de la velocidad de transmisión empleada.
Dentro del parámetro Datos de la trama Ethernet, pueden transportarse distintos
tipos de datos simultáneamente, como TCP/IP, IPX/SPX y Apple Talk.
Configuración de conexión PLC-PC por puerto Ethernet
Todo PLC tiene su propio software para programarlos, estos tienen amplias
configuraciones tales como dar las instrucciones necesarias para que el PLC haga
tenga un determinado comportamiento (Por ejemplo si la entrada A esta en alto la
B también deba estarlo), o instrucciones de configuración de comunicación del ´
PLC.
Esta configuración de comunicación tiene dos alternativas, ocupar el cable serial
del PLC u ocupar la interfaz ethernet que proporciona el modulo ethernet (ver figura
´ 4)

Figura 4: Ejemplo de configuración Ethernet Figura 5: Interfaz hombre maquina
El modulo Ethernet proporciona a través de su interfaz la información necesaria para
que el programa interprete. Esta interpretación debe ser llevada a un lenguaje
entendible por las personas, es por esto que surgen las HMI siglas que significan
human machine interface. Estas HMI son aplicaciones graficas que ilustran el
comportamiento de las variables de control o cambiar parámetros propios del control
(por ejemplo el cambio de un parámetro de un controlador PID), un ejemplo de estas
interfaces es el mostrado en la figura ´ 5 en donde se aprecia la presencia de
gráficos, botones y opción de cambio de parámetros del controlador.
Las HMI pueden venir incluidas en el software propio de la programación del PLC o
pueden hacerse en ´ programas genéricos como es el caso de iFix. Este programa
tiene la capacidad de conectarse remotamente ´ a un PLC o a un servidor que esté
conectado al PLC (puede servía Ethernet, en donde necesariamente debe estar en
la misma red de área local).
Conexión del programa iFix directa al PLC: Este método se puede realizar siempre
y cuando el PLC tenga una IP estática, el computador en donde se quiera hacer el
control remoto tiene necesariamente ´ que tener la base de datos de las variables a
controlar.
Conexión del programa iFix mediante servidor: En este caso el servidor es el que
debe tener una ´ dirección IP estática, en este caso el programa iFix se conecta a
través del internet al servidor que ´ contiene la base de datos a controlar y es este
servidor el que le envía mediante Ethernet

Para configurar el programa iFix se le debe informar de que manera se conectara al
PLC, directamente o a través de un servidor. En la figura ´ 6 se ilustra el cuadro de
configuración para esto. Una vez configurado ´ el modo en que se conectara el
programa iFix al plc se procede a configurar la dirección IP del PLC y la ´ ubicación
en la memoria de las variables a controlar.
Figura; Ventana de configuración de iFix
Describa las diferencias y características de los PLC modulares y
compactos
En los PLC compactos las interfaces de E/S son limitadas y no permite
expansiones, además de que la fuente de alimentación, los módulos de E/S,
CPU, memorias, etc., se presentan todos juntos en un solo bloque,
generalmente son de bajo costo.
El PLC modular admite la configuración y expansión de hardware que esté
disponible para su gama correspondiente, y puede ser configurado de acuerdo
a la expansión y eliminación de módulos extraíbles y expandibles, además todos
sus elementos como Fuentes de Alimentación, CPU, Memoria de programación,
etc., se encuentran en módulos independientes.

En que el compacto ya está definido su uso en la maquinaria instalada, o sea
que ya tiene establecido una función a realizar. Y el modular puede expandir su
memoria para actualizar procesos o aumentar los mismos.
Define La nomenclatura para identificar los parámetros de configuración
de entradas y salidas analógicas para la serie 1200/siemens. Describe un
ejemplo.
A las entradas digitales suele anteponerse la letra I y a las salidas la letra Q.
Ejemplo: Tenemos dieciocho salidas digitales, estas se repartirían es tres
octetos: 0, 1 y 2; cada uno de los bits de un octeto se numera del 0 al 7. Como
son salidas se les antepondría la letra Q. En conclusión se nominarían:

A continuación se realiza el esquema de conexión teniendo en cuenta la asignación
de circuitos y la fuente de poder.
¿Cuáles son las condiciones -hardware y software- que se deben cumplir
para configura una salida pwm?
La frecuencia de pulsos máxima de los generadores de impulsos de salida es
100 KHz para las salidas digitales de la CPU y 20 KHz para las de la Signal
Board. Cuando configure instrucciones básicas de control de movimiento,
recuerde que STEP 7 Basic no emite ninguna alerta si configura un eje con una
velocidad o frecuencia máxima superior a la citada limitación del hardware. Ello
podría ocasionar problemas en la aplicación. Por tanto, vigile que no se exceda
la frecuencia de pulsos máxima del hardware.

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