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" Tecnologías Emergentes en Automatización " Profesores: Israel Benítez Pina Luis Vázquez Seisdedos Luisa Villafruela Loperena Enrique Castro Orlando Obregón Pacheco Facultad de Ingeniería Eléctrica Universidad de Oriente -2002 -

" Programación IEC 1131 compatible " Profesor: Luisa Villafruela Loperena Centro de Estudios de Automatización Facultad de Ingeniería Eléctrica Universidad de Oriente -2002 -

Características de los PLCs y exigencias de su aplicación Rápido desarrollo de los PLCs Características de los PLCs y exigencias de su aplicación Rápido desarrollo de los PLCs TC 65 del IEC Objetivo Métodos de diseño y lenguajes de programación propios Se expanden algunos Estandarizar los lenguajes de programación para PLCs IEC 1131

I E C Parte 1 - “Informaciones generales” Parte 2 - “Requerimientos de los I E C Parte 1 - “Informaciones generales” Parte 2 - “Requerimientos de los equipos y test” Parte 3 - “Lenguajes de programación” 1 1 3 1 Parte 4 - “Recomendaciones al usuario” Parte 5 - “Comunicaciones” Parte 7 - “Control Fuzzy” Director: O. Struger

Utilización de los PLCs en redes de control distribuido Ampliado el uso de estos Utilización de los PLCs en redes de control distribuido Ampliado el uso de estos equipos Solución: Diseño actual de los sistemas automatizados depende de la experiencia del programador Calidad masiva de las automatizaciones resultantes Empleo de BF como bibliotecas estructuradas

Resultados de la encuesta realizada por la CE Febrero 2001 Tendencias actuales Convertir la Resultados de la encuesta realizada por la CE Febrero 2001 Tendencias actuales Convertir la PC en PLC Estandarizar el uso de los PLCs

Resultados de la encuesta realizada por la CE Febrero 2001 Resultados de la encuesta realizada por la CE Febrero 2001

Resultados de la encuesta realizada por la CE Febrero 2001 Resultados de la encuesta realizada por la CE Febrero 2001

Importancia de la utilización de la IEC 1131 según encuesta realizada por la CE Importancia de la utilización de la IEC 1131 según encuesta realizada por la CE Marzo 2000 Otros datos: • 1999 alcanza gran popularidad. • 93% programan en LD. • 1 de cada 5 usan FB (incremento de 3 ptos).

El uso de lenguaje de programación estandarizado permite: • Extensibilidad de los programas de El uso de lenguaje de programación estandarizado permite: • Extensibilidad de los programas de aplicaciones a otros PLCs IEC compatibles. • Facilidades para elaborar BF, utilizar los propios del sistema o los suministrados como bibliotecas estructuradas. • BF parametrizables como mejor opción para la reusabilidad y extensibilidad del lenguaje.

I E C 1 1 3 • LD: Diagrama a contactos o de escalera I E C 1 1 3 • LD: Diagrama a contactos o de escalera (Ladder Diagram). • IL: Lista de Instrucciones (Instruction List). • FBD: Diagrama de Bloques Funcionales Es una representación gráfica (Function Block Diagram). de expresiones booleanas, combinando contactos • ST: Texto Estructurado (Structured Text). (condiciones) con bobinas • SFC: Carta de Funciones Secuenciales (resultados) similar a un (Sequential Function Chart). diagrama de contactos eléctricos.

I E C 1 1 3 • LD: Diagrama a contactos o de escalera I E C 1 1 3 • LD: Diagrama a contactos o de escalera (Ladder Diagram). • IL: Lista de Instrucciones (Instruction List). • FBD: Diagrama de Bloques Funcionales (Function Block Diagram). Su estructura principal es una lista de • ST: Texto Estructurado cada instrucción instrucciones, donde (Structured Text). debe ocupar una nueva línea. Cada línea • SFC: Carta un Funcionesque es completado contiene de operador, Secuenciales (Sequential Function Chart). por modificadores opcionales y uno o más operandos, si la operación específica lo requiere.

I E C 1 1 3 • LD: Diagrama a contactos o de escalera I E C 1 1 3 • LD: Diagrama a contactos o de escalera (Ladder Diagram). • IL: Lista de Instrucciones (Instruction List). • FBD: Diagrama de Bloques Funcionales (Function Block Diagram). • ST: Texto Estructurado (Structured Text). Consiste en una representación gráfica de • diferentes tipos de ecuaciones. Los operadores SFC: Carta de Funciones Secuenciales son representados por cajas rectangulares de (Sequential Function Chart). funciones y los operandos se conectan a sus lados izquierdo (entradas) y derecho (salidas).

I E C 1 1 3 Un programa en ST es una lista de I E C 1 1 3 Un programa en ST es una lista de sentencias ST. Cada sentencia termina en un separador “; ” y se incluye dentro de uno • LD: Diagrama a contactos o de escalera de los tipos básicos de: asignación, selección, (Ladder Diagram). o especiales. Los nombres iteración, control usados en el código fuente (identificadores de • IL: variables, constantes, palabras reservadas del Lista de Instrucciones (Instruction List). lenguaje, . . . ) se desagrupan usando separadores inactivos o activos. • FBD: Diagrama de Bloques Funcionales (Function Block Diagram). • ST: Texto Estructurado (Structured Text). • SFC: Carta de Funciones Secuenciales (Sequential Function Chart).

I E C 1 1 3 Es un conjunto gráfico de pasos y transiciones I E C 1 1 3 Es un conjunto gráfico de pasos y transiciones enlazados de • LD: Diagrama a contactos o por escalera conexiones (Ladder Diagram). orientadas. Cada transición es atada a una condición booleana. Las acciones de los pasos • IL: Lista de Instrucciones (Instruction List). son detalladas usando otros • FBD: lenguajes (ST, Bloques Funcionales Diagrama de IL, LD, FBD). (Function Block Diagram). • ST: Texto Estructurado (Structured Text). • SFC: Carta de Funciones Secuenciales (Sequential Function Chart).

Tipos de operandos de uso común en PLCs La IEC 1131 -3 recoge todos Tipos de operandos de uso común en PLCs La IEC 1131 -3 recoge todos los tipos de operandos de uso común en PLCs. En su apartado 2. 2 (Representación exterior de los datos) se establece que dicha representación deberá consistir en literales numéricos, literales de cadenas de caracteres y literales de tiempo. A partir de ello en el sistema ISa. GRAF (IEC 11313 compatible) de CJ International se agrupan en cuatro tipos básicos: Booleano, Analógico, Temporizado y Mensaje.

Lenguaje LD Barra de alimentación izquierda (con enlace horizontal acoplado) Contactos Bobinas Bloques funcionales Lenguaje LD Barra de alimentación izquierda (con enlace horizontal acoplado) Contactos Bobinas Bloques funcionales Barra de alimentación izquierda (con enlace horizontal acoplado) Símbolo de salto Símbolo de retorno Entrada “EN” Salida “ENO”

Lenguaje LD Contactos: Contacto normalmente abierto Contacto normalmente cerrado Contacto detector de transición positiva Lenguaje LD Contactos: Contacto normalmente abierto Contacto normalmente cerrado Contacto detector de transición positiva (flanco ascendente) Contacto detector de transición negativa (flanco descendente)

Lenguaje LD Bobinas: Bobina accionamiento directo Bobina accionamiento inverso Seteo de una salida (condicionado) Lenguaje LD Bobinas: Bobina accionamiento directo Bobina accionamiento inverso Seteo de una salida (condicionado) Reseteo de una salida (condicionado) Accionamiento directo frente a detección de flanco ascendente Accionamiento directo frente a detección de flanco descendente

Lenguaje LD Enlaces: Lenguaje LD Enlaces:

Lenguaje IL Una línea de programa esta formada por: Operador modificadores opcionales operandos [; Lenguaje IL Una línea de programa esta formada por: Operador modificadores opcionales operandos [; ó retorno] Operadores de IL: Operador Modificadores Operando LD N ST N S R NOTA 2 Semántica NOTA 1 Poner el resultado actual igual al operando NOTA 1 Almacenar el resultado actual en el emplazamiento del operando NOTA 1 Poner el resultado booleano en 1 Poner el operando booleano a 0

Lenguaje IL Operadores de IL: Operador Modificadores Operando AND & OR XOR ADD SUB Lenguaje IL Operadores de IL: Operador Modificadores Operando AND & OR XOR ADD SUB MUL DIV N, ( ( ( BOOL WORD Semántica AND Booleano OR exclusivo Booleano Suma Resta Multiplicación División

Lenguaje IL Operadores de IL: Operador Modificadores Operando GT GE EQ NE LE LT Lenguaje IL Operadores de IL: Operador Modificadores Operando GT GE EQ NE LE LT JMP CAL RET ) ( ( ( C, N WORD WORD LABEL NAME Semántica Comparación >= Comparación <> Comparación <= Comparación < Saltar a la etiqueta Llamar al bloque funcional Regresar de la función o BF que ha sido llamado Evaluar la operación aplazada

Lenguaje IL Lenguaje IL

Lenguaje FBD Lenguaje FBD

Lenguaje ST Expresiones: Una expresión es una construcción sintáctica que al ser evaluada suministra Lenguaje ST Expresiones: Una expresión es una construcción sintáctica que al ser evaluada suministra un valor correspondiente a uno de los tipos de datos definidos en la norma (BOOL, INT, REAL, TIME, BYTE, WORD, STRING). Operadores del lenguaje ST Operación Símbolo Prioridad Puesta entre paréntesis Expresión Máximo Evaluación de la función Identificador (lista de argumentos) Ejemplos LN(A), MAX(X, Y), etc. Elevación a exponentes **

Lenguaje ST Operadores del lenguaje ST Operación Negación Complemento Multiplicar Dividir Módulo Sumar, Restar Lenguaje ST Operadores del lenguaje ST Operación Negación Complemento Multiplicar Dividir Módulo Sumar, Restar Comparación Igualdad, Desigualdad AND Booleano OR exclusivo Booleano OR Booleano Símbolo NOT * / MOD +, <, >, <=, >= =, <> &, AND XOR OR Prioridad Mínimo

Lenguaje ST Sentencias del lenguaje ST Tipo de sentencia/referencia Asignación Invocación de FB y Lenguaje ST Sentencias del lenguaje ST Tipo de sentencia/referencia Asignación Invocación de FB y utilización de salida FB RETURN Ejemplos A: =B; CV : = CV+ 1; CMD_TMR(IN : = %IX 5, PT: =T#300 ms) A : = CMD_TMR. Q; RETURN;

Lenguaje ST Sentencias del lenguaje ST Tipo de sentencia/referencia IF <expresión booleana> THEN <instrucción>; Lenguaje ST Sentencias del lenguaje ST Tipo de sentencia/referencia IF THEN ; . . . ELSIF THEN ; . . . ELSE ; END_IF; Ejemplos D: = B*B - 4*A*C; IF D < 0. 0 THEN NROOTS : = 0; ELSIF D = 0. 0 THEN NROOTS : = 1 ; X 1 : = -B/ (2. 0*A) ELSE NROOTS : = 2 ; X 1 : = (-B+SQRT(D))/(2. 0*A) X 2 : = (-B-SQRT(D))/(2. 0*A) END_IF ;

Lenguaje ST Sentencias del lenguaje ST Tipo de sentencia/referencia Ejemplos CASE <expresión entera> OF Lenguaje ST Sentencias del lenguaje ST Tipo de sentencia/referencia Ejemplos CASE OF TW : = BCD_TO_INT (THUMBWHEEL) ; : ; TW_ERROR : = 0 ; , : ; CASE TW OF . . . 1, 5 : DISPLAY : = OVEN_TEMP ; ELSE 2: DISPLAY : = MOTOR_SPEED ; ; 3: DISPLAY : = GROSS_TARE ; END_CASE; 4, 6. . 10: DISPLAY : = STATUS (TW-4) ; ELSE DISPLAY : = 0 ; TW_ERROR : = 1 ; END_CASE ; QW 100 : = INT_TO_BCD (DISPLAY) ;

Lenguaje ST Sentencias del lenguaje ST Tipo de sentencia/referencia Ejemplos FOR<índice>: =<mini>TO<maxi> J : Lenguaje ST Sentencias del lenguaje ST Tipo de sentencia/referencia Ejemplos FOR<índice>: =TO J : = 101 ; BY DO FOR I : = 1 TO 100 BY 2 DO ; IF WORDS[I] = ‘’KEY’’ THEN ; J : = I ; END_FOR; EXIT ; END_IF ; END_FOR ; WHILE DO J : = 1 ; ; WHILE J <= 100 & WORDS [J] <>’’KEY’ DO ; END_WHILE; J : = J+2 ; END_WHILE ;

Lenguaje ST Sentencias del lenguaje ST Tipo de sentencia/referencia Ejemplos REPEAT J : = Lenguaje ST Sentencias del lenguaje ST Tipo de sentencia/referencia Ejemplos REPEAT J : = -1 ; ; REPEAT ; J : = J+2 ; UNTIL UNTIL J = 101 OR WORDS[J] = “KEY” END_REPEAT; END_REPEAT ; EXIT ; Sentencia vacío ;

Lenguaje SFC El lenguaje SFC es usado para describir operaciones de procesos secuenciales. Utiliza Lenguaje SFC El lenguaje SFC es usado para describir operaciones de procesos secuenciales. Utiliza una simple representación gráfica de diferentes pasos de un proceso, y de las condiciones que habilitan el cambio (transición) de los pasos activos. Sus principales elementos son: Paso inicial Paso Transición Salto a un paso Macro paso Inicio del macro paso Fin del macro paso

Lenguaje SFC Las representaciones de los pasos tienen dos niveles Lenguaje SFC Las representaciones de los pasos tienen dos niveles

Lenguaje SFC Lenguaje SFC

Lenguaje SFC Lenguaje SFC

Lenguaje SFC Acciones asociadas a los pasos: Acciones Booleanas: Directa (N), Inversa (/), Seteo Lenguaje SFC Acciones asociadas a los pasos: Acciones Booleanas: Directa (N), Inversa (/), Seteo (S), Reseteo (R).

Lenguaje SFC Acciones asociadas a los pasos: Para asociar funciones analógicas o de cualquier Lenguaje SFC Acciones asociadas a los pasos: Para asociar funciones analógicas o de cualquier otro tipo a un paso pueden agruparse en un programa ST que se acopla al paso mediante las acciones P (PULSE) o N (Directa).

Lenguaje SFC Se pueden utilizar las acciones booleanas N, S y R para activar Lenguaje SFC Se pueden utilizar las acciones booleanas N, S y R para activar programas SFC hijos.

Lenguaje SFC A las transiciones se le pueden asociar operaciones en lenguaje: LD IL Lenguaje SFC A las transiciones se le pueden asociar operaciones en lenguaje: LD IL ST

Trabajando con el ISa. GRAF V 3. 3 Trabajando con el ISa. GRAF V 3. 3

ISa. GRAF V 3. 3 ISa. GRAF V 3. 3