SIMATIC TECNOLOGICAS - FOLLETO

SIMATIC Technology

SIMATIC TechnologyPara tareas tecnolgicas:contaje/medicin, control por levas, regulacin, control de movimiento

Folleto Noviembre de 2008

Technologie_0BA4_ES.book Seite 1 Mittwoch, 17. Dezember 2008 10:27 10

Siemens AG 2008

Totally Integrated Automation2

Totally Integrated Automation

Con Totally Integrated Automation (TIA), Siemens se convierte en el nico proveedor de una gama homognea de sistemas y productos para la automatizacin en todos los sectores: desde la entrada de materias primas hasta la salida de la mercanca, desde el nivel de campo, pasando por el nivel de control y el nivel de gestin de la produccin (Manufacturing Execution System, MES), hasta enlazar con el nivel de gestin de la em-presa (Enterprise Resource Planning, ERP, p. ej., SAP).

Al integrar en TIA funciones de seguridad, la automatizacin estndar y de seguridad se fusionan dando lugar a un sistema global homogneo La ventaja: notable ahorro de costes para operadores y fabricantes de instalaciones.


Siemens AG 2008

Totally Integrated Automation 3

SIMATIC, la columna vertebral de Totally Integrated Automa-tion, abarca un gran nmero de productos y sistemas estn-dar, por ejemplo, los productos de SIMATIC Technology que le presentamos en este impreso.

Ya sea contaje y medicin, control por levas, regulacin o control de movimiento: con la SIMATIC Technology tiene a su alcance todas las tareas tecnolgicas con las compleji-dades y combinaciones ms diversas.

Contenido

texto

SIMATIC Technology

Tareas tecnolgicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Gama de productos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Caractersticas del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Gua de seleccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

Funciones integradas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

Para mquinas compactas con pocos ejes y canales de contaje/regulacin

Bloques de funcin cargables . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Para aplicaciones de posicionamiento y regulacin que se resuelvan con software en CPU

Mdulos ET 200S descentralizados. . . . . . . . . . . . .20

La ampliacin de tecnologa adecuada para maquinaria de diseo descentralizado

Mdulos de funcin parametrizables. . . . . . . . . . .22

La solucin inteligente para muy altos requisitos de precisin y dinmica

Controladores tecnolgicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

Motion Control integrado con recursos complementa-rios

Sistemas de regulacin y mdulos tecnolgicos personalizables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

Para tareas tecnolgicas exigentes

Aplicaciones de referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

Tablas comparativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

Glosario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58


Siemens AG 2008

Tareas tecnolgicas4

Preparado para cualquier tarea tecnolgica

SIMATIC Technology, la respuesta inteligente a exigencias cada vez ms mayo-res

Si es fabricante de maquinaria e instalaciones es para Ud. im-prescindible aumentar la productividad y flexibilidad y, a la vez, reducir los costes. Y sabe lo que hay que hacer para con-seguirlo: debe ampliar su mbito de actividad utilizando con-secuentemente el know-how que ha ido adquiriendo, optimi-zar la ingeniera para su maquinaria e instalaciones y mejorar continuamente su filosofa de servicio tcnico.

En otras palabras: para estar permanentemente un paso por delante, el decisivo para permanecer competitivo, necesi-ta una solucin de automatizacin eficiente, integrada y de fu-turo garantizado para las tareas tecnolgicas a resolver en su mquina o instalacin. Y exactamente eso es lo que le ofrece-mos en calidad de socio fiable y competente: con la la gama SIMATIC Technology.

La base perfecta para todas las tareas tecnolgicas, escalable a medida

Ya sea contaje y medicin, control por levas, regulacin o con-trol de movimiento: con la SIMATIC Technology tiene a su al-cance todas las tareas tecnolgicas con las complejidades y combinaciones ms diversas.

SIMATIC Technology crea las condiciones para el xito de su empresa. Con nuestra solucin de sistema, pensada hasta el ltimo detalle, simplificar la manipulacin de la mquina o instalacin, se beneficiar de una ingeniera unificada y cmo-da y reducir considerablemente los tiempos de puesta en marcha, sin interrupciones en el sistema. Conseguir notables ahorros de costes en la ingeniera utilizando el know-how existente.

Siemens, un partner en el que puede confiar

Utilice las ventajas de un socio probado en la automatizacin industrial y apueste por nuestra dilatada experiencia, as como por la fuerza innovadora permanente unida a ella.

Siempre estamos a su disposicin: las 24 horas, en todo el mundo, y con una oferta completa de servicio tcnico.

Para ms informacin, ver la contraportada.

Tareas tecnolgicas


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Tareas tecnolgicas 5

Contaje y medicin Regulacin

Contaje de impulsos con frecuencias de hasta 650kHz

Contaje nico, peridico o sin fin

Acciones rpidas dependientes del estado del con-tador

Medicin de recorridos, velocidades, frecuencias o periodos

Captacin de posicin con encder incremental o SSI

Regulacin de temperatura, presin o caudal

Reguladores paso a paso, a impulsos y continuos

Regulacin de referencia fija, esclavo, en cascada, de relacin y mixta

Estructuras de regulacin preconfiguradas para-metrizables o de programacin flexible

Posicionamiento Control por levas

Posicionamiento en lazo abierto con dos-velocidades

Posicionamiento con regulacin de posicin

Interpolacin de varios ejes

Sincronismo de reductor y perfiles de levas

Motores asncronos, paso a paso, servomotores

Acciones en funcin de la posicin o el tiempo

En funcin del sentido

Anticipacin dinmica

Comportamiento con histresis

Tiempos de reaccin a partir de 1 s


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Gama de productos6

Gama de productos Familias de productos y aplicaciones para SIMATIC Technology

SIMATIC Technology es sinnimo de mxima libertad posible a la hora de elegir el formato mecnico y la escalabilidad de hardware y software, resp..

Funciones integradas

Las funciones tecnolgicas integradas son ideales para aplicaciones en mquinas compactas con pocos ejes y canales de contaje y regulacin.Las funciones tecnolgicas forman parte del sistema operativo de la CPU o de STEP 7 y utilizan la periferia estndar o las entradas/salidas integradas directamente en la CPU.La parametrizacin de las funciones integradas, p. ej. un algoritmo de regulacin o posicionamiento, se efec-ta de forma sencilla y cmoda con las pantallas incorporadas en STEP 7.

Las ventajas:

Soluciones econmicas para requisitos bajos a medios

Manejo sencillo: sin software runtime ni hardware adicionales

No se ocupa ms espacio porque la funcionalidad ya est integrada

Parametrizacin integrada en STEP 7

Bloques de funcin cargables

Las soluciones basadas en software se pueden aplicar de forma ptima en tareas sencillas de posicionamien-to y regulacin y presentan una alternativa flexible y econmica a la solucin de tareas tecnolgicas median-te hardware. Los bloques de funcin se pueden aplicar universalmente sobre las plataformas hardware SIMATIC S7-300, S7-400, ET 200S y WinAC. Para CPU se necesita una licencia runtime. La ingeniera tiene lugar con STEP 7.La parametrizacin de los bloques de funcin se efecta de forma sencilla y cmoda en pantallas al efecto. stas se pueden solicitar junto con los bloques de funcin o como paquete por separado.Para la conexin de sensores y actuadores,

se utilizan los mdulos estndar de SIMATIC, p. ej. mdulos de seal y de contaje, instalados centralizada o descentralizadamente

o bien el PROFIBUS con sensores y actuadores conectados directamente.

Las ventajas: Soluciones econmicas en la gama baja

Solucin flexible llamando al bloque correspondiente en el programa de usuario

Prestaciones/dinmica escalables seleccionando la plataforma de ejecucin: SIMATIC S7-300, S7-400, ET 200S, WinAC

Mdulos de funcin ET 200S descentralizados

Los mdulos de funcin ET 200S son mdulos inteligentes del sistema de periferia descentralizada ET 200S y se aplican preferiblemente en aplicaciones distribuidas. Cumplen tareas tecnolgicas en gran parte aut-nomas, es decir, independientes de la CPU.Estos equipos traen consigo todas las ventajas del sistema ET 200S, como p. ej. el sistema inteligente de ca-bleado, enchufe y desenchufe de los mdulos en funcionamiento, as como configurabilidad modular al bit.La parametrizacin de los mdulos se efecta con STEP 7. No es necesaria ninguna herramienta de parame-trizacin adicional.

Las ventajas: Rendimiento ptimo en tareas tecnolgicas descentralizadas

Ahorros enormes en costes de cableado

Menor necesidad de espacio y configuraciones de hardware perfectamente adaptadas gracias a un diseo compacto y modularidad al bit


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Gama de productos 7

Mdulos de funcin parametrizables

Los mdulos de funcin se aplican siempre que existan mayores requisitos de precisin y dinmica. Son m-dulos inteligentes de SIMATIC S7-200/300/400, realizan de forma autnoma las tareas tecnolgicas y alivian as la carga de la CPU.Para la parametrizacin, hay disponibles herramientas propias de configuracin basadas en STEP 7 y STEP 7-Micro/WIN. La parametrizacin y puesta en marcha se efectan a travs de cmodas pantallas.Los mdulos de funcin del S7-300 tambin se pueden aplicar de forma descentralizada en el sistema de pe-riferia ET 200M, incluso asociados a una solucin de automatizacin basada en PC resuelta con WinAC.

Las ventajas: Alta precisin y dinmica y tiempos de reaccin cortos (respuesta temporal determinista)

Mdulos especializados o universales con un amplio conjunto de funciones

No supone carga para la CPU ya que la funcionalidad reside en el firmware de cada mdulo

Controladores tecnolgicos

Los controladores tecnolgicos se aplican para funciones tecnolgicas y constituyen una solucin rentable para aplicaciones con hasta 32 ejes.El controlador de movimiento integrado proporciona potencia de clculo adicional que permite solucionar extensas tareas de control de movimiento que exigen altas prestaciones. La parametrizacin se efecta con S7-Technology, un paquete opcional de STEP 7. Para la programacin se dispone de una librera de bloques de funcin conforme a PLCopen.Los accionamientos se conectan mediante una interfaz PROFIBUS adicional integrada, DP(DRIVE). Esto proporciona transparencia desde la HMI hasta los parmetros de accionamiento.

Las ventajas: Prestaciones elevadas en tareas de control de movimiento

Parametrizacin y programacin en el entorno STEP 7 habitual

Programacin eficiente con bloques de funcin preprogramados y conformes al estndar PLCopen

Sistemas de regulacin y mdulos tecnolgicos personalizables

Los mdulos tecnolgicos personalizables amplan la flexibilidad de la CPU, gracias a la potencia de clculo adicional, y as proporcionan las mximas prestaciones para control, clculo y regulacin en el SIMATIC. La configuracin de la funcin tecnolgica se efecta, dependiendo del mdulo, grficamente con las herra-mientas conocidas de SIMATIC S7 (KOP/FUP, CFC/SFC o lenguaje de alto nivel C) y se personaliza para la apli-cacin correspondiente.El sistema de regulacin SIMATIC TDC soluciona tareas de accionamiento, regulacin y comunicacin, incluso las complejas, con los volmenes de datos ms elevados y los tiempos de ciclo ms cortos.

Las ventajas: Mxima velocidad de procesamiento y precisin

La mayor flexibilidad posible para requisitos especficos

Aplicable en todas las tecnologas


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Caractersticas del sistema8

Caractersticas del sistemaIntegracin de HMI y periferia

La gama SIMATIC Technology forma parte integral de Tota-lly Integrated Automation, la plataforma integrada de so-luciones para la automatizacin de Siemens. Las caractersticas comunes de sistema de los componentes SIMATIC Technology facilitan la implementacin de una solucin de automatizacin integrada para tareas tecnol-gicas.

Es ventajoso utilizar una solucin global en la que todos los componentes sean compatibles entre s. Adems de los com-ponentes SIMATIC para la automatizacin, estn disponibles los ms diversos tipos de sensor y sistemas de accionamiento de Siemens.

Conexin a HMI

Para poder conducir y observar el proceso tecnolgico, existen distintos equipos HMI escalables disponibles: Paneles SIMATIC de distintas gamas y Panel PC SIMATIC

Los equipos HMI se conectan a travs de sistemas de bus (MPI, PROFIBUS, PROFINET). La configuracin de los equipos HMI se efecta con WinCC flexible Para una cmoda visualizacin del proceso se emplean Panel PC y WinCC.

Durante la configuracin del equipo HMI, se accede a la nota-cin simblica que tambin se ha utilizado durante la progra-macin. Hay disponibles pantallas HMI preprogramadas que aceleran la configuracin de la HMI.

Manejo y observacin de los componentes tecnolgicos

Conexin de la periferia

Para solucionar tareas tecnolgicas, se conectan sensores y actuadores a los mdulos. Normalmente se trata de encders, p. ej., encders de posicin, y de actuadores, p. ej., acciona-mientos.

La conexin se puede efectuar de diferentes maneras:1. va bornes de la periferia integrada (E/S) digital y analgica2. va conector Sub-D con cables confeccionados3. descentralizadamente a travs de un bus de campo4. Formas mixtas de 1-3

Conexin de sensores y actuadores

www.siemens.com/hmi

(TXLSR+0,

6,0$7,&7'& 7

&RQWURODGRU6

352),1(7352),%8603,

(76 (70

www.siemens.com/et200

Accionamiento Accionamiento

Accionamiento

%RUQHV &RQHFWRUVXE'

(76 (70

%XVGHFDPSR


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Caractersticas del sistema 9

Ingeniera integrada con STEP 7

La ingeniera tiene lugar con STEP 7, el entorno de configuracin de SIMATIC.

Las aplicaciones sencillas y los mdulos de funcin de ET 200S utilizan los recursos estndar del lenguaje STEP 7, p. ej. tipos de datos estndar, accesos a la periferia, bloques de funcin y dilogos estndar para parametrizacin. Para el controlador tecnolgico e Easy Motion Control, estn disponibles bloques de funcin certificados conforme a PLCopen.

Los mdulos de funcin se parametrizan a travs de cmodas pantallas. El software correspondiente se suministra con cada mdulo. Despus de la instalacin, se integra en STEP 7 y se abre desde el Administrador SIMATIC. Se utilizan bloques de funcin para la comunicacin entre la CPU y el mdulo.

Parametrizacin grfica en Easy Motion Control

Puesta en marcha de FM 352 guiada por pantallas

La integracin de la funcin tecnolgica en el programa de usuario se efecta con los lenguajes estndar STEP 7, KOP, FUP, AWL o las herramientas de ingeniera S7-SCL, S7-GRAPH, S7-HiGraph, CFC o SFC.

Para los mdulos de funcin ET 200S, estn disponibles los ar-chivos GSD (datos bsicos del dispositivo), gracias a los cuales se pueden aplicar tambin en sistemas terceros a travs del bus de campo. ET 200S soporta as la configuracin de siste-mas de automatizacin abiertos.

Para solucionar aplicaciones complejas, se utilizan los siste-mas configurables SIMATIC TDC y FM 458-1 DP. Poseen una extensa librera de bloques. La librera contiene bloques de funcin prefabricados que pueden ser llamados con CFC e in-terconectados grficamente. Esta herramienta de configura-cin orientada al usuario permite la confeccin de un software extenso y de fcil lectura. El listado del programa tambin se puede utilizar, a la vez, como documentacin de la instala-cin.

www.siemens.com/simatic-software


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Caractersticas del sistema10

Diagnstico cubriendo todo el sistema

Los mdulos SIMATIC disponen de extensas funciones para el diagnstico del sistema. Se pueden detectar y eli-minar rpidamente cortocircuitos, rotura de hilos, fallos en sensores o componentes. Con frecuencia, este diagns-tico del sistema es capaz de discriminar por canales. Se in-dica qu canal de un mdulo ha fallado.

La labor de diagnstico de errores en el sistema STEP 7 se fa-cilita con la funcin "Notificar error de sistema". sta abarca tambin componentes conectados va PROFIBUS.

Diagnstico del sistema con SIMATIC

Junto con el software de visualizacin SIMATIC WinCC o WinCC flexible es posible una visualizacin automtica del avi-so de error configurado en el sistema HMI de la lnea o planta. El aviso de error generado en STEP 7 y llamado en el programa de usuario se enva automticamente al equipo HMI. Como STEP 7 y los sistemas SIMATIC HMI disponen de una base de datos comn, los mismos avisos de error textuales se visuali-zan tanto en STEP 7 como en el equipo HMI. A travs de n-meros de error unvocos, se puede acceder tambin a conse-jos para la eliminacin del fallo en la ayuda en lnea o en el ma-nual.

Para el diagnstico de fallos hardware, estn disponibles en el marco de la configuracin hardware las siguientes funciones que se basan en los mecanismos estndar de STEP 7: Diagnstico general:

En una ventana se representa grficamente la topologa del autmata. La superposicin del estado de los mdulos en dicha ventana ofrece informacin adicional rpida sin ne-cesidad de cambiar a otras herramientas.

Diagnstico en detalle:Si se requieren ms datos, desde la ventana general es po-sible conmutar a una ventana de detalle donde figuran avi-sos de error en texto explcito relativos a los diferentes m-dulos.

Las pantallas de parametrizacin de los mdulos inteligentes permiten tambin una observacin en lnea del mdulo en el PG/PC, p. ej. en forma de un terminal de control con visualiza-cin y opciones de manejo.

Routing significa que un equipo HMI o PG/PC centralizado tie-ne acceso a componentes conectados ms all de los lmites de la red. Los fallos en tales componentes se transmiten me-diante equipos que estn enganchados a ambas redes, p. ej. CPU, y se visualizan en el sistema HMI.

Diagnstico de equipos descentralizados va funcin routing

Para simplificar las actuaciones del servicio tcnico y acortar los tiempos improductivos, es necesario poder sustituir mdu-los sin tener que enchufar un PG/PC. Esta sustitucin de m-dulos sin programadora (PG) se consigue haciendo que la CPU suministre automticamente al nuevo mdulo los valores ac-tuales del antiguo mdulo o simplemente cambiando la co-nexin de la minitarjeta de memoria del antiguo mdulo.

Tambin son posibles las funciones de diagnstico va Teleser-vice, es decir, un tcnico tiene acceso a una instalacin remota mediante la red telefnica y mdem, sin que sea necesario un PG/PC in situ.

7RGRVORVEORTXHVQHFHVDULRVVHJHQHUDQDXWRPWLFDPHQWH/RVHUURUHVGHOVLVWHPDVHHQYDQDXWRPWLFDPHQWHGHO3/&DO+0,

'DWRV+0,'DWRV6

3*3&:LQ&&IOH[LEOH

9LVXDOL]DFLQDXWRPWLFDGHOPHQVDMH

6,0$7,&&RQWURODGRU

(VFODYRV

(70 (7L63

6,0$7,&+0,

352),%86

'LDJQVWLFRHVFODYR

(OHYHQWRVHHQYDDXWRPWLFDPHQWHDO+0,FRPRPHQVDMH

6DODGHFRQWURO3&

SHM:LQ$&6ORW3/&

(76 (TXLSRVGHVFHQWUDOL]DGRV

(70 (7SUR

,QGXVWULDO(WKHUQHW

352),%86


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Caractersticas del sistema 11

Dominar procesos rpidos gracias operacin iscrona

Las soluciones descentralizadas con sincronismo de reloj garantizan una precisin muy alta, as como una secuen-cia de trabajo rpida y fiable. En concreto, esto reviste una gran importancia en la regulacin de accionamientos.

Para controlar mquinas rpidas y precisas en procesos de pro-duccin y procesamiento, se sincronizan los ciclos de procesa-miento. Es decir, el ciclo o cadencia de determinados procesos se sincroniza y se amolda a una base de tiempos fija: el ciclo de reloj del sistema. Las secuencias de trabajo se benefician de una continuidad y, gracias a ella, pueden ser resueltas de for-ma rpida y fiable.

Con ello pueden implementarse tiempos de reaccin del pro-ceso reproducibles y definidos. Esto se consigue leyendo, emi-tiendo y sincronizando con el programa de usuario las seales de la periferia siguiendo intervalos de tiempo equidistantes.

Para ello, el tiempo desde que la periferia descentralizada lee una seal hasta la reaccin correspondiente en el actuador debe ser lo ms breve posible y reproducible con precisin.

El reloj del sistema rige en toda la estructura de automatizacin

Mximos requisitos de precisin de ciclo: Telares

Este requisito se soluciona creando una conexin directa entre el ciclo DP equidistante, los mdulos perifricos y el programa de usuario.

La conexin sncrona de una solucin de automatizacin SIMATIC al PROFIBUS equidistante se denomina operacin en modo iscrono y ofrece las siguientes ventajas:

Los procesos rpidos y peridicos en los que es decisiva la reproducibilidad (comportamiento determinista) tambin pueden ser automatizados con periferia descentralizada.

La operacin iscrona abre mltiples posibilidades de apli-cacin que no estn limitadas a accionamientos. La opera-cin iscrona se adecua bien a aplicaciones cuyos sensores y actores estn repartidos descentralizadamente por la m-quina.

CPU

Cicolo de reloj del sistema

ET 200

www.siemens.com/isochrone


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Gua de seleccin12

Gua de seleccin

Funcin tecnolgica Pg. Canales/ejes

Contaje/medicin Controlpor levas

Regulacin

Co

nta

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Med

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n

Dos

ific

aci

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Leva

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Seal manipulada a ac-

PWM

Dis

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puls

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Co

nti

nu

a(a

nal

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a)

Funciones integradas

STEP 7 PID Control 14 cualquiera k k k k

STEP 7 PID Temp. Control 14 cualquiera k k k k k

CPU 22x 15 hasta 6 k k k k k

CPU 312C 15 2 k k

CPU 313C 15 3 k k k k k k k

CPU 314C 15 4/14) k k k k k k k

Bloques de funcin cargables

Standard PID Control 16 cualquiera k k k k

Modular PID Control 18 cualquiera k k k k

Easy Motion Control 19 cualquiera

Mdulos ET 200S descentralizados

1 SSI 20 1

2 PULSE 20 2 k

1 STEP 20 1

1 POS U 21 1

1 COUNT 5/24V 21 1 k k k


FM 350-1/450 23 1/2 k k k

FM 350-2 23 8 k k k

FM 352/452 23 1/1 k

FM 355C/455C 24 4/16 k k

FM 355S/455S 24 4/16 k k k

FM 355-2C 25 4 k k

FM 355-2S 25 4 k k k

EM 253 26 1

FM 351/451 26 2/3

SM 338 27 3

IM 174 27 4

FM 353 28 1

FM 354 28 1

FM 453 28 3

FM 357-2 29 4

Controlador tecnolgico

CPU 315T/317T 1) 32 8/32 k


FM 352-5 34 1 k k k k

FM 458-1 DP, EXM 4xx 37 cualquiera k k k k k k k k

T400 40 2 k k k k k k k k

SIMATIC TDC 44 cualquiera para todas las tareas de automatizacin en la gama alta


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Gua de seleccin 13

Regulacin Motion Control

Fun

cin

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ptim

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en

lnea

inte

grad

a

Captacin de po-sicin

Posicionamiento (un eje, varios ejes)

Lim

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1) Asociado a S7-Technology2) Incluye mando desde OP en caso de parada CPU

3) Asociado a PID Self-Tuner4) 4x contaje, 1x posicionamiento

5) A travs de IM 1746) Seal manipulada a actuador

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Funciones integradas14

Funciones integradasRegulacin con las CPU S7

PID Control

PID Control proporciona un algoritmo PID con el que se pue-den resolver directamente tareas sencillas de regulacin. Con l se pueden implementar reguladores continuos, paso a paso o a impulsos/formadores de impulsos. PID Control en S7-200:

Los bloques reguladores estn integrados en el sistema operativo de la CPU 22x. El software de programacin STEP 7 Micro/WIN ofrece un asistente para parametrizar de forma sencilla estos reguladores.Adems, STEP 7 Micro/WIN contiene un panel de control para representar grficamente el lazo de regulacin. En cada caso, se puede adaptar manualmente un regulador PID o, alternativamente, ste se puede optimizar de forma automtica.

Panel de control para sintonizar el PID en S7-200

PID Control en S7-300/400:Los bloques de funcin estndar para las distintas funcio-nes de regulacin se encuentran en las libreras de STEP 7 y CFC y se cargan en las CPU. En las CPU compactas 313C y 314C, estos reguladores ya estn disponibles como SFB (System Functions Blocks) en el sistema operativo y no ocu-pan memoria de usuario.

La parametrizacin de los reguladores se efecta en STEP 7 por medio de una tabla sinptica. El nmero de reguladores implementables resulta de la capacidad de memoria existente y el tiempo de ejecucin total resultante.

PID Temperature Control

Adems de los bloques de funcin PID Control, de aplicacin universal, STEP 7 ofrece dos bloques reguladores especializa-dos en lazos de temperatura simples (p. ej. reguladores de ca-lor o de fro). stos incluyen un software de parametrizacin, un ejemplo de proyecto as como un manual electrnico.

El software de parametrizacin ofrece un asistente para la auto-optimizacin, as como una pantalla especial de puesta en marcha y se puede arrancar directamente desde el Admi-nistrador SIMATIC. Aparte de las funciones descritas en PID Control, el bloque

de regulacin de temperatura dispone de una auto-optimi-zacin integrada en lnea que es posible sin PG/PC.

Adems, est integrado un formador de impulsos para im-plementar reguladores a impulsos. Respecto a la solucin con PID Control, se suprime la interconexin de bloques re-guladores, se parametriza en vez de programar.

Otro bloque de funcin sirve para implementar regulado-res paso a paso.

Parmetros de regulacin en S7-300/400, en el ejemplo PID Temperature Control


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Funciones integradas 15

Contaje, posicionamiento y regulacin con las CPU S7

Las CPU S7 ofrecen diversas funciones integradas para re-solver tareas sencillas de contaje, posicionamiento y regu-lacin.

S7-200

Las CPU 22x poseen, segn el modelo, 4 6 contadores rpi-dos de hasta 30 kHz/200 kHz. Segn la CPU, se pueden utilizar hasta 4 contadores para encders incrementales con pistas A y B (hasta 100 kHz). La parametrizacin de las funciones de contaje se efecta de forma muy sencilla a travs de asistentes en STEP 7 Micro/WIN.

Adems, estas CPU permiten tambin el posicionamiento en lazo abierto de dos ejes. Con la ayuda de un asistente, se esta-blece un perfil de desplazamiento en STEP 7 Micro/WIN a par-tir del cual se crea los bloques correspondientes. El motor paso a paso se controla mediante dos salidas de impulsos en la CPU.

CPU S7-200

S7-300

Segn el tipo de CPU compacta S7-300, estn a su disposicin distintos contadores rpidos de hasta 60 kHz. Sirven para con-tar y medir la frecuencia con encders incrementales.

Adems, las CPU compactas ofrecen salidas con modulacin de ancho de impulsos paea el control directo de vlvulas, ac-tuadores y aparatos de maniobra. Las CPU 313C y 314C dispo-nen adems de bloques reguladores integrados que no nece-sitan espacio en la memoria de usuario. Pueden combinarse de forma ideal para tareas de regulacin con la periferia inte-grada.

CPU compactas S7-300

La CPU compacta 314C dispone de funciones que permiten re-solver cmodamente tareas de posicionamiento sencillas. El algoritmo de posicionamiento para desplazar un eje de forma relativa o absoluta usando un motor y dos velocidades est in-tegrado en el sistema operativo de la CPU.

Como sistema de medida de desplazamiento se puede conec-tar un encder incremental de 24 V. El valor de consiga se saca por 4 salidas digitales o, alternativamente, una salida analgi-ca 10 V.

Para posicionar, el mdulo arranca primero el accionamiento (p. ej. convertidor de frecuencia con motor asncrono norma-lizado) con marcha rpida. Poco antes de alcanzar la posicin de destino (diferencia de conmutacin) el mdulo conmuta el accionamiento a la velocidad lenta. Al alcanzar la posicin de destino, o, dependiendo de la parametrizacin, tambin un poco antes, se desconecta el accionamiento por completo.


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Bloques de funcin cargables16

Bloques de funcin cargablesStandard PID Control

Standard PID Control es una estructura de regulador preconfec-cionada que se adapta fcilmente activando o desactivando fun-ciones al proceso de regulacin. La estructura de regulador se im-plementa a travs de un bloque de funcin a cargar en la CPU. ste se configura grficamente con el correspondiente software de parametrizacin. Standard PID Control se aplica sobre todo para tareas de regulacin pequeas o medianas: En lazos de re-gulacin de temperatura, presin, caudal y nivel. Standard PID Control es especialmente idneo para aplicaciones previamente automatizadas con reguladores autnomos.

Standard PID Control contiene los siguientes ejemplos terminados:

Regulador paso a paso con simulacin de sistema regulado Regulador continuo con simulacin de sistema regulado Regulacin de relacin multilazo Regulacin de mezcla Regulacin en cascada

Regulador a impulsos

El regulador a impulsos est contenido en un bloque de fun-cin junto con el regulador continuo, incluida la conversin en una seal PDM (formador de impulsos). As, se simplifica la pa-rametrizacin y la puesta en marcha del regulador a impulsos.

Adems, es posible ajustar por separado el intervalo de mues-treo del regulador y el periodo del formador de impulsos. De esta forma, se puede seleccionar un periodo mayor que el in-tervalo de muestreo.

Menores intervalos de muestreo tienen la ventaje de que la respuesta del regulador a fallos y instrucciones del opera-dor es ms rpida.

Por el contrario, un periodo mayor prolonga la vida del ac-tuador al reducirse la frecuencia de maniobras. Se suprime la oscilacin de los reales reales acortando automtica-mente la duracin efectiva del periodo.

Otra ventaja es que la CPU se carga menos, ya que se puede llamar al formador de impulsos a intervalos mayores.

El ejemplo de un regulador a impulsos con salida de 3 pun-tos "CALENTAR - DESCONECTADO - REFRIGERAR" facilita la puesta en marcha de un lazo de regulacin de tempera-tura.

Regulador paso a paso

Un algoritmo al efecto hace que este regulador paso a paso funcione, para la misma precisin, con hasta un 50% menos de conmutaciones que uno convencional. Esto minimiza el trabajo del actuador asociado y eleva consi-derablemente su vida til.

Conmutacin Manual-Automtico avanzada

En caso de conmutacin Manual-Automtico, se pueden se-leccionar las siguientes funciones por parametrizacin:

Conmutacin Manual-Automtico sin saltos Conmutacin Manual-Automtico con saltos, con el corres-

pondiente aumento en escaln de la salida del regulador para corregir ms rpido el error de regulacin

Correccin del valor manual en modo Automtico

Cmoda parametrizacin

La parametrizacin se facilita gracias al apoyo grfico que ofrece la imagen de estructura de regulador, la imagen del la-zo, el registrador de curvas y la optimizacin del regulador. La clara estructura de regulador, permite activar y desactivar f-cilmente funciones usando interruptores software.

Los parmetros se pueden cambiar tambin en el estado RUN de la CPU o mientras estn activos el registrador de curvas o la imagen de lazo.

Funciones de test

Numerosas funciones de test facilitan la puesta en marcha y diagnstico. Exactamente igual que en los mdulos regulado-res FM 355/455 y Modular PID Control, estn disponibles una imagen de lazo de regulacin con diagrama de barras y un re-gistrador para ver la evolucin de las seales. Se pueden mos-trar simultneamente la estructura de regulador, los parme-tros introducidos y su influencia sobre el resultado.

Las curvas registradas pueden guardarse en archivos y proce-sarse posteriormente, p. ej. con una hoja de clculo.

La clara estructura de regulador de Standard PID Control


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Bloques de funcin cargables 17

PID Self-Tuner

Optimizacin de reguladores

El software de parametrizacin incluye una funcin de au-toajuste para sintonizar, sin conocer exactamente el sistema regulado, este regulador en poco tiempo. Para ello, se excita el proceso variando en escaln la magnitud manipulada o cambiando la consigna. Durante el transitorio, se captan y vi-sualizan automticamente los valores del proceso. A partir de estos valores, el programa calcula un modelo matemtico del sistema regulado y determina los parmetros ms favorables de reguladores PI y PID de acuerdo al criterio del valor absoluto ptimo.

En la auto-optimizacin del regulador, se puede elegir entre dos respuestas transitorias distintas:

Respuesta transitorio del lazo con hasta un 10% de rebase Respuesta transitoria sin rebase

Para auto-optimizacin en lnea se recomienda usar el PID Self Tuner.

PID Self-Tuner optimiza un regulador PID

El paquete opcional PID Self-Tuner transforma, con bloques de funcin complementarios, el regulador PID en uno PI o PID auto-sintonizable:

Regulador PID continuo Regulador paso a paso con y sin realimentacin de posicin

Las funciones, fcilmente comprensibles, y los ejemplos, cui-dadosamente elegidos, permiten ajustar en lnea el regulador y adecuarlo al proceso.

PID Self-Tuner se puede combinar flexiblemente con los pro-ductos de regulacin PID Control (integrado en STEP 7), Stan-dard y Modular PID Control, as como FM 355 y FM 455. Puede utilizarse en las plataformas hardware SIMATIC S7-300/400 y WinAC, y es idneo para optimizar lazos de regulacin de tem-peratura, nivel y caudal.

Condiciones del proceso

Respuesta transitoria asinttica y estable Retardos no demasiado grandes

(retardo < 0,3 * tiempo de estabilizacin) Linealidad suficiente en el rango de trabajo seleccionado Calidad suficiente de las seales medidas Ganancia no demasiado elevada

Funciones

Primer ajuste en lnea de reguladores PID Sintonizacin en lnea del regulador PID para reoptimiza-

cin en el punto de trabajo Optimizacin de procesos con refrigeracin activa y cale-

faccin Modo manual Optimizacin en comportamiento de zonas de regulacin Funciones de test

PID self-tuner

Parmetros PID

ConsignaRegulador PID

Variable manipulada

Proceso

Valor actual


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Bloques de funcin cargables18

Modular PID Control

Modular PID Control es una librera de bloques de funcin es-tndar adecuados ptimamente entre s.

A partir de stos se pueden agrupar estructuras de regulacin para SIMATIC S7-300/400 y WinAC en aplicaciones de control de procesos. Asociado al mdulo analgico SM 334 se pueden conseguir intervalos de muestreo de hasta 5 ms.

La interconexin de los bloques es posible en STEP 7, SCL y de forma muy sencilla, grficamente en CFC. As se pueden crar y probar estructuras de regulacin, incluso complejas, de for-ma muy flexible y clara.

Modular PID Control con el editor grfico de esquemas de funcin CFC

El software de parametrizacin correspondiente contiene una imagen de lazo con diagramas de barras y un registrador para ver la evolucin de las seales. Con ellos, se facilita considera-blemente la puesta en marcha.

Modular PID Control se utiliza, por una parte, en aplicaciones en las que se deben disear estructuras de regulacin muy amplias. Por otro lado, tambin es adecuado para aplicaciones en las que se debe ahorrar espacio de memoria y en las que cada regulador de la gama satisface los requisitos con exacti-tud. Modular PID Control tambin es recomendable cuando slo se utilicen bloques de clculo analgicos como zona muerta, lnea poligonal, normalizacin o programador hora-rio.

Estn disponibles los siguientes tipos de regulador: Regulador PID continuo Regulador a impulsos Regulador paso a paso

Ejemplos terminados

Regulador de consigna fija con distintas salidas Regulador de relacin monolazo Regulacin de relacin multilazo Regulador de mezcla Regulador en cascada Regulador con control anticipativo Regulador con accin anticipativa Regulador de seleccin de rango Regulador de transicin (override) Regulador multivariable

Las funciones equivalen a las de Standard PID Control

Funciones de test Optimizacin de reguladores Respuesta transitoria sin rebase Algoritmo de regulacin para reguladores paso a paso

Tambin aqu se recomienda la combinacin con PID Self-Tu-ner para la auto-optimizacin en lnea de sistemas regulados de temperatura.


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Bloques de funcin cargables 19

Easy Motion Control

Easy Motion Control es la solucin flexible y econmica basa-da en software para tareas de posicionamiento con regulacin de posicin con SIMATIC S7-300/400 y WinAC. Easy Motion Control comprende los bloques de funcin de la CPU y un soft-ware de parametrizacin.

Algunos casos de aplicacin son, p. ej., el desplazamiento ab-soluto o relativo, as como el sincronismo de reductor sencillo tanto en ejes lineales como giratorios. Los campos de aplica-cin son ejes de reglaje y desplazamiento, as como ejes de ali-mentacin y transporte. Tambin es posible una transicin al vuelo a un nuevo movimiento.

Easy Motion Control es idneo en aplicaciones que suponen desplazar entre 1 y 5 ejes por mquina. Los requisitos de me-moria se encuentran entre 10 y 20 kbytes para el primer eje. Cada eje adicional slo requiere 1 kbyte.

Ventajas

Abierto en la eleccin del tipo de accionamiento (excepto motores paso a paso)

Interfaz estndar conforme a PLCopen Motion Control Integrable flexible y universalmente en el programa

STEP 7 Permite el modo iscrono

Funcionamiento

El posicionamiento se efecta mediante los bloques de fun-cin cargados en la CPU. La interfaz estndar conforme a PL-Copen Motion Control permite la integracin sencilla y perfec-ta en el programa de usuario.

Con STEP 7 y el software de parametrizacin suministrado fa-cilitan la parametrizacin y puesta en marcha de tarea de po-sicionamiento; es decir, no es necesario ningn lenguaje espe-cfico de Motion Control.

Se pueden utilizar, dependiendo de la aplica-cin, distintos mdulos de interfaz para reali-mentar la seal del encder y sacar la consig-na.

Estn disponibles drivers de entrada y de sali-da para los mdulos de interfaz ms corrien-tes. Los drivers universales permiten, adems, la conexin de cualesquiera interfaces de va-lor real y de consigna.

Driver de entrada para captacin de posicin

CPU 314C SM 338 FM 350-1, FM 450-1 ET 200S 1 SSI ET 200S 1 COUNT Encder absoluto PROFIBUS DP Driver universal para cualesquiera mdulos de interfaz

Driver de salida para controlar el accionamiento desde

CPU 314C SM 332, SM 432 ET 200S 2 AO U MICROMASTER 4 va PROFIBUS DP Dribers universales

Bloque PLCopen en STEP 7

EN

Execute

Position

Velocity

Acceleration

Deceleration

Direction

Axis

Init

ENO

Busy

Done

CmdAborted

Error

MC_MoveAbsolute

Representacin KOP


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Mdulos ET 200S descentralizados20

Mdulos ET 200S descentralizados

Estacin ET 200S modular al bit

Existen a su disposicin distintos mdulos ET 200S para poder realizar funciones con inteligencia descentralizada. Pueden funcionar a travs de IM 151 y PROFIBUS DP tanto en maestros S7 como en maestros normalizados PROFIBUS DP. Adems, tambin es posible conectarlos a PROFINET a travs de IM 151-3 PN.

La parametrizacin se efecta mediante STEP 7 o con archivos GSD estandarizados del entorno abierto de automatizacin. No se necesita ningn bloque de funcin estndar.

Ejemplos de aplicacin para mdulos ET 200S son las mqui-nas de mecanizado de madera y mquinas de papel, as como la regulacin de calefaccin.

Mdulo lector de posicin 1 SSI

El mdulo de seales monocanal SSI permite conectar enc-ders SSI al ET 200S y solucionar tareas de posicionamiento sencillas. El algoritmo de posicionamiento propiamente dicho se procesa en la CPU, p. ej. con Easy Motion Control. 1 SSI capta los valores reales del encder SSI (13 a 25 bits)

y los pone a disposicin del maestro superior (p. ej. CPU). Adems, el valor real se puede comparar con dos valores

establecidos por el maestro. 1 SSI soporta en el modo iscrono un tiempo de ciclo de

250 s. Tambin se puede utilizar un encder ms lento con desmultiplicacin de forma sincronizada.

Transferencia protegida con bit de paridad.

Mdulo generador de impulsos 2 PULSE

El mdulo tecnolgico bicanal 2 PULSE se utiliza para contro-lar actuadores y vlvulas. Asociado a paquetes de software de regulacin SIMATIC, p. ej. Standard PID Control, puede sacar descentralizadamente valores modulados en ancho de impul-sos para actuadores, descargando as a la CPU. Se puede apli-car, por ejemplo, para controlar contactores estticos o mani-brar resistencias calefactoras.

El mdulo 2 PULSE funciona en los siguientes modos: Emisin de impulsos: En la salida digital de 24 V se emite

una sola vez un impulso con la duracin definida. Tren de impulsos: Por la salida digital de 24 V se emite un

nmero de impulsos establecido por el usuario a la frecuen-cia definida.

PWM (modulacin de ancho de impulsos):Por la salida digital de 24 V se emite una secuencia de se-ales moduladas en ancho de impulsos.

Retardo a la excitacin/desexcitacin: Una seal pendiente en la entrada digital de 24 V se emite con retardo a la excitacin/desexcitacin por la salida digi-tal de 24 V.

Mdulo de motor paso a paso 1 STEP

El mdulo de motor paso a paso monocanal 1 STEP se encarga de tareas de posicionamiento en combinacin con motores paso a paso. Se adecua, p. ej., a dispositivos de avance en l-neas de montaje, lneas transfer, mquinas de impresin y mquinas de papel y textiles. A partir de los datos de posicionamiento para definir el tra-

yecto, 1 STEP crea un perfil de desplazamiento simtrico que se compone de 3 fases: aceleracin, velocidad cons-tante y deceleracin. El aumento/disminucin de frecuen-cia en la fase de aceleracin/deceleracin es lineal.

La etapa de potencia se controla mediante impulsos. El n-mero de impulsos determina el recorrido; la frecuencia del impulso refleja la velocidad del posicionamiento. El clculo del perfil de desplazamiento y la emisin de los impulsos se efectan de forma totalmente autnoma sin cargar la CPU.

1 STEP posee dos entradas digitales: una est fijamente asignada al modo de operacin "Bsqueda del punto de re-ferencia". La funcionalidad de la segunda entrada se puede configurar alternativamente como "Parada externa" o "Blo-queo de impulsos".

1 STEP tambin proporciona lecturas del valor real y el tra-yecto residual.


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Mdulos ET 200S descentralizados 21

Mdulo de posiciona-miento 1 POS U

El mdulo de posiciona-miento monocanal 1 POS U es ideal para posicionar ejes, tanto lineales como gi-ratorios, de reglaje y des-plazamiento. Se aplica, en-tre otros, en mquinas de papel y cartn, la industria alimentaria, as como en sistemas de transporte y manutencin. Para la captacin de posicin pueden utilizarse encders de

impulsos, encders incrementales (con seales diferencia-les de 5 V o seales de 24 V) o encders absolutos con in-terfaz SSI.

El posicionamiento en lazo abierto se efecta, conforme al principio de dos velocidades, con tres salidas digitales que controlan el accionamiento. El eje se puede desplazar a una posicin absoluta o en un trayecto relativo.

En la funcin marcha a impulsos (Jog), el programa de usuario especifica seales de control que pasan por el m-dulo sin sufrir cambio alguno.

Tres entradas digitales de 24 V sirven para buscar el punto de referencia y como finales de carrera hardware.

La parametrizacin durante el servicio (para diferencia de conmutacin/desconexin) es posible.

Junto con el valor real, tambin se puede leer el trayecto re-sidual.

1 POS U permite tambin el modo de dosificacin con una vlvula de dos niveles; en este modo, slo se evala una pista del encder incremental.

Mdulos contadores 1 COUNT 5 V/24 V

Los mdulos contadores monocanal 1 COUNT 5 V/24 V son ideales para aplicaciones de contaje y medicin descentraliza-das. En ellas, los mdulos suministran los 24 V para alimentar el sensor conectado. 1 COUNT cuenta los impulsos entrantes en funcin de las

seales de puerta (p. ej. barrera fotoelctrica conectada a la entrada digital integrada).

Adems, se evala el sentido de las seales, se compara el estado del contador/la medida con un valor definido y, dado el caso, se emite una respuesta a travs de una salida digital integrada.

Los mdulos contadores permiten las siguientes fun-ciones: Contaje nico, peridico

o sin fin *)

Medicin de longitud, fre-cuencia, velocidad y pe-riodo *)

Captacin de la posicin con encders incremen-tales

*) En Fast Mode resulta posible ejecutar aplicaciones iscronas especialmente rpidas de hasta 500 s.

Mdulo de posicionamiento 1 POS U

Mdulo contador 1 COUNT 5V/500 kHz


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Mdulos de funcin parametrizables22


Para tareas tecnolgicas hay a su disposicin una serie de m-dulos de funcin (FM) parametrizables:

En formato S7-200 En formato S7-300 para S7-300, ET 200M y WinAC En formato S7-400

El software de parametrizacin correspondiente permite para-metrizar los FM de forma sencilla y guiada por pantalla, p. ej. Seleccin del tipo de sensor deseado Seleccin del modo de operacin apropiado Introduccin de los datos de mquina Establecimiento de los recorridos

Un gua rpida, Getting Started, permite realizar una configu-racin ejecutable a travs de sencillos pasos.

Los FM poseen salidas y entradas integradas especficas a las que se pueden conectar directamente los sensores (p. ej. en-cders) y actuadores (p. ej. accionamientos).

La placa de caractersticas electrnica contiene los datos de identificacin almacenados en un mdulo, tales como refe-rencia, numero de versin, fecha de montaje o subdivisin fundamental, que identifican el mdulo de forma nica y es-tn disponibles en lnea para, p. ej., simplificar la correccin de errores.

Mdulos de funcin de los sistemas S7-400, S7-300 y S7-200


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Mdulos de funcin parametrizables 23

Mdulos contadores Secuenciadores de levas

Mdulos contadoresFM 350-1/450

Los mdulos contadores in-teligentes FM 350-1 (1 ca-nal) y FM 450 (2 canales) se pueden aplicar perfecta-mente para una amplia gama de tareas de contaje a alta frecuencia y tareas pre-cisas de medicin (hasta 500 kHz). Procesan directamente

los impulsos de enc-ders incrementales en funcin de las seales de puerta (p. ej. barrera fotoelc-trica). La habilitacin/inhibicin se controla por niveles, im-pulsos o a travs del programa de usuario.

Evalan el sentido de los impulsos en encders incremen-tales y comparan el valor de contaje con dos valores de re-ferencia configurables.

Se puede parametrizar si se debe dar una respuesta a travs de salidas digitales o una alarma de proceso en la CPU al al-canzar el valor final o un valor de referencia.

Los mdulos contadores permiten las siguientes funciones: Contaje nico, peridico o sin fin Medicin de longitud, frecuencia, velocidad y periodo Captacin de la posicin con encders incrementales

Mdulo contador FM 350-2

FM 350-2 es un mdulo contador de doble anchura con 8 ca-nales independientes para una extensa gama de tareas de contaje y medicin universales de hasta 20 kHz.

En combinacin con vlvulas multinivel, el FM 350-2 controla adicionalmente la funcin Dosificar. En ella, se agrupan 4 ca-nales de contaje en un canal de dosificacin. Una vez habilita-da la puerta, se realiza una dosificacin nica hasta el valor fi-nal superior o inferior.

Secuenciadores de levas FM 352/452

Los secuenciadores de le-vas (levas electrnicas) se aplican para controlar fun-ciones dependientes de la posicin o del tiempo. Son superiores a los secuencia-dors de levas mecnicos so-bre todo por su gran flexibi-lidad, p. ej. se pueden reali-zar modificaciones por soft-ware durante el funcionamiento.

FM 352/FM 452 son secuenciadores de levas monocanal y descargan a la CPU seteando y reseteando autnomamente le-vas electrnicas en funcin de la posicin real. Disponen de 32 pistas de leva que puede leer la CPU. Adems, muchas de es-tas pistas de leva pueden emitirse directamente a travs de sa-lidas digitales integradas para garantizar tiempos de reaccin extremadamente cortos.

Las levas pueden asignarse libremente y aplicarse como levas de tiempo o de carrera: Control por levas en funcin del recorrido:

Un encder capta la posicin de un eje y, dependiendo de sta, se activan maniobras.

Control por levas en funcin del tiempo: Las levas se setean en funcin de la posicin y se resetean en funcin del tiempo marcado por un reloj integrado.

Una reproducibilidad de hasta 20 s garantiza la mxima precisin.

Funciones adicionales del FM 352/452: Compensacin dinmica de tiempo muerto (accin antici-

pada, funcin de la velocidad, a la posicin de conmuta-cin)

Pista de levas de contaje parametrizable Pista de levas de frenado parametrizable (la prensa se de-

tiene siempre en posicin de apertura)

Mdulos contadores FM 350-1 (iz-quierda) y FM 450 (derecha)

Secuenciadores de levas FM 452 (izquierda) y FM 352 (derecha)


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Mdulos de regulacin

Mdulos de regulacin FM 355/455

El FM 355 (4 canales) y el FM 455 (16 canales) son mdulos de regulacin uni-versales que estn disponi-bles en dos versiones distin-tas: FM 355C/FM 455C como

regulador continuo para controlar actuadores analgicos, p. ej. vlvu-las

FM 355S/FM 455S como regulador paso a paso o a impulsos para actuadores contro-lados digitalmente (p. ej. elementos calentadores elctri-cos y accionados por motor, actuadores integradores)

Campo de aplicacinLos mdulos de regulador son de aplicacin universal, p. ej. para regulacin de temperatura, presin, caudal o nivel en los campos ms diversos de la construccin de maquinaria e ins-talaciones. Gracias a sus funciones de respaldo, los mdulos son particularmente idneos para aplicaciones de control de procesos en industria qumica, del vidrio y cermica. Tanto los procesos continuos como los procesos por lotes se pueden re-gular por igual.

ParametrizacinEl mdulo de regulacin incluye un software de parametriza-cin con ayuda en lnea detallada, manual y Getting Started, as como bloques de funcin para la comunicacin entre FM y CPU. Las numerosas funciones de prueba y opciones de simu-lacin facilitan la puesta en marcha.

Estructuras de regulacinLos mdulos de regulacin contienen varias estructuras de re-gulacin en gran parte preprogramadas: Regulacin de referencia fija Regulacin en cascada Regulacin de relacin Regulacin de 3 componentes

Se pueden interconectar hasta 4 reguladores a una estructura de regulacin.

Optimizacin de reguladores

El regulador PID puede optimizarse mediante el software de parametrizacin (PG/PC necesario).

Para regular y optimizar muchos lazos de regulacin de temperatura, estn disponibles mdulos por separado para FM 455 (salvo regulador paso a paso). Se utilizan para re-gular un nmero mayor de zonas de calefaccin y calefac-cin/refrigeracin individuales, como sucede preferente-mente en una extrusora.

Modo de respaldoEsta funcin garantiza que el mdulo de regulacin tambin siga funcionando si falla o se detiene la CPU. Para el modo de respaldo es posible ajustar una consigna de seguridad espec-fica. Se puede parametrizar un valor de seguridad para la mag-nitud manipulada que acta si falla el transmisor.

Modos de operacinAdems del Automtico y de respaldo, los mdulos tienen los modos de operacin siguientes: Modo manual Modo Seguimiento Modo de seguridad

Actualizacin de firmwareSe puede descargar de Internet la versin de firmware actual para una actualizacin rpida y sencilla. Usando el software de parametrizacin se transmite al mdulo el nuevo firmware.

EntradasLas entradas analgicas se pueden utilizar para medir valores analgicos o para acciones anticipativas. Una entrada adicio-nal sirve para compensar la temperatura si se usan termopa-res. Las caractersticas correspondientes de los sensores com-patibles estn almacenadas en el mdulo y se activan por pa-rametrizacin. Si no estuviese ya almacenada una determina-da caracterstica de sensor, existe la posibilidad de ajustarla definiendo puntos de interpolacin.

Mdulos de regulacin FM 455 (iz-quierda) y FM 355 (derecha)


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Interfaz grfica de parametrizacin del FM 355C

Mdulo de regulacin de temperatura FM 355-2

El mdulo de regulacin FM 355-2, de 4 canales, est disponible en dos versio-nes: FM 355-2C con salidas

analgicas, como regu-lador continuo

FM 355-2S con salidas di-gitales, como regulador a impulsos/paso a paso

El mdulo est diseado es-pecficamente para lazos de temperatura; se pueden imple-mentar y optimizar tambin reguladores con calefaccin y/o refrigeracin activa. Por principio se pueden regular tambin otras magnitudes fsicas con requisitos similares. FM 355-2 tiene, con respecto a FM 355, mayor precisin en las entradas analgicas que ofrece ventajas principalmente al utilizar ter-mopares.

El mdulo funciona con un algoritmo PID. El intervalo de muestreo es de 100 ms por entrada analgica utilizada. Para simplificar el uso de las funciones de regulacin ms impor-tantes, se adjunta al mdulo un ejemplo de proyecto para pa-nel OP27.

Modo de respaldoEsta funcin garantiza que el mdulo de regulacin tambin siga funcionando si falla o se detiene la CPU. Para el modo de respaldo es posible ajustar una consigna de seguridad espec-fica. Se puede parametrizar un valor de seguridad para la mag-nitud manipulada que acta si falla el transmisor.

Optimizacin de reguladores en el mdulo de regulacin de temperatura FM 355-2

Optimizacin de reguladoresFM 355-2 dispone de una funcin de auto-optimizacin en l-nea integrada que se puede usar incluso sin PG/PC.

La rutina de auto-optimizacin se puede iniciar tanto desde la temperatura ambiente mediante un escaln de magnitud ma-nipulada (primera optimizacin) o desde el punto de trabajo del regulador (reoptimizacin).

Para iniciar la optimizacin basta con un estado cuasiestacio-nario, es decir, se tolera una deriva del valor real. Los parme-tros de regulacin ya estn disponibles cuando se alcanza el punto de inflexin de la respuesta al escaln. No es necesario alcanzar un estado final estacionario, lo que acorta considera-blemente el tiempo de puesta en marcha.

El regulador dispone de una zona de regulacin para aproxi-marse rpidamente al punto de trabajo. Debilitando la accin P, que es ajustable, se puede modificar la respuesta del regu-lador a un escaln de consigna y evitar rebases transitorios. Los lmites de la magnitud manipulada son modificables en l-nea.

Mdulo de regulacin FM 355-2


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Mdulos de posicionamiento

Mdulo de posiciona-miento EM 253

EM 253 es un mdulo de funcin de la lnea S7-200 que soluciona tareas de po-sicionamiento indepen-dientemente de la CPU. Per-mite el desplazamiento ab-soluto y relativo de un eje.

La parametrizacin se efec-ta en STEP 7 Micro/Win con ayuda de asistentes. Se pueden abrir 25 perfiles de desplazamiento desde el

programa de usuario. Por cada perfil de desplazamiento pueden especicificarse 4 cambios de velocidad.

Se utiliza una interfaz de impulsos (200 kHz) para especifi-car la posicin, velocidad y sentido.

El panel de control EM253 permite modificar perfiles o movi-mientos posteriormente o realizarlos de forma manual. Adems, facilita el diagnstico de fallos.

Panel de control para manejo del EM 253

Mdulos de posiciona-miento FM 351/451

Los mdulos de posiciona-miento FM 351 (2 canales) y FM 451 (3 canales) se uti-lizan para mover y posicio-nar ejes mecnicos usando un motor con dos velocida-des. Se pueden desplazar ejes giratorios y lineales de forma absoluta o relativa.

FM 351/451 permiten pre-cisiones de posicionamien-to relativamente altas a pe-sar del sencillo accionamiento y posibilitan as soluciones eco-nmicas. Los campos de aplicacin del FM 351/451 son, p. ej., los ejes de reglaje en el sector de logstica y transporte.

Las posiciones de destino pueden ser especificadas por la CPU y modificadas en funcionamiento. Sin embargo, tambin se pueden almacenar permanentemente en una tabla en el m-dulo de posicionamiento. Si se desea, se puede ir a la posicin de destino siguiendo siempre el mismo sentido independien-temente de la posicin actual. Opcionalmente puede monito-rizarse la detencin del eje puede antes de iniciar un nuevo posicionamiento.

Mdulo de posicionamiento EM 253

Mdulos de posicionamiento FM 451/351


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Mdulo de lectura de po-sicin SM 338

El mdulo de lectura de po-sicin SM 338 permite la conexin de hasta 3 enc-ders SSI a S7-300 y ET 200M. El comporta-miento iscrono y la fun-cin de congelacin a tra-vs de entradas digitales permiten aplicaciones de tiempo crtico en el campo de deteccin de posicin.

SM 338 prepara los valores de encder de posicin para su ul-terior procesamiento en el programa STEP 7. El procesamiento ulterior se realizar en la CPU, p. ej. posicionamiento con Easy Motion Control. La parametrizacin se efecta con STEP 7, no hace falta otro software de configuracin.

SM 338 controla telegramas SSI de 13 a 25 bits que se prote-gen con un bit de paridad.

Mdulo PROFIBUS IM 174

IM 174 es un mdulo PRO-FIBUS iscrono en formato S7-300 para operar hasta cuatro accionamientos va PROFIBUS DP en un sistema de control de movimiento. stos pueden ser acciona-mientos elctricos o hidru-licos con interfaz analgica de consigna (+/- 10 V) o motores paso a paso con interfaz de impulso/sentido. Como sistemas de control de movimiento pueden utilizarse las CPU tecnolgicas y SIMOTION C/P/D.

Los valores reales (valores de encder) se transfieren desde el IM 174 al sistema de control de movimiento a travs de PRO-FIBUS DP. Como encder se pueden utilizar encders incre-mentales de 5 24 V o bien encders absolutos SSI. El regula-dor de posicin del sistema calcula la consigna de velocidad. Este valor se transmite va PROFIBUS DP al IM 174, desde don-de se emite.

Conexin de accionamientos al mdulo PROFIBUS IM 174

Mdulo de lectura de posicin SM 338

El nuevo mdulo iscrono PROFIBUS IM 174

$FFLRQDPLHQWRPRWRUSDVRDSDVR

6HDOGHVHQWLGR

GHLPSXOVRV

$FFLRQDPLHQWRVHUYR

$FFLRQDPLHQWRVHUYR

(QFRGHULQFUHPHQWDOFRQVHDO (QFRGHU66,FRQVHDO

s9 s9

6,0$7,&,0

352),%86


Siemens AG 2008


Mdulos de posicionamiento para motores paso a paso y servomotores

Estos mdulos sirven para el control de motores paso a paso o para la regulacin de posicin con servomotores. Se pueden aplicar tanto para posicionamiento punto a punto y perfiles complejos de desplazamiento con mximos requisitos de di-nmica, precisin y velocidad, como para aplicaciones multie-je. Se pueden desplazar ejes giratorios y lineales de forma ab-soluta y relativa. Ejemplos de aplicacin son el posicionamien-to de ejes de aproximacin, reglaje, preparacin, servicio, pro-duccin y transporte.

Gracias al posicionamiento autnomo de los motores paso a paso y servomotores, se alivia de carga a la CPU del sistema. En el modo automtico se ejecutan perfiles de posicionamien-to (programas de desplazamiento) complejos de forma conti-nua o paso a paso. Los programas de desplazamiento pueden ser cargados en funcionamiento. Para el acoplamiento con la mquina, se dispone de entradas (p. ej. para medicin rpida) y salidas (p. ej. 'posicin alcanzada') configurables.

Motores paso a paso

Se utilizan motores paso a paso cuando se debe posicionar con carga reducida y no hay grandes fluctuaciones de carga. En ese caso se pueden alcanzar altas precisiones (del orden de m) similares a las de los servomotores. A ello contribuye tam-bin la compensacin del desgaste de la herramienta y de las holguras de reductores. Permite soluciones relativamente econmicas porque no precisa de un sistema de medicin.

FM 353/453 proporcionan impulsos a la etapa de po-tencia del motor paso a paso a travs de su interfaz de impulso/sentido. El nmero total de impulsos determina la longitud del trayecto; la frecuencia de pulsacin influye en la velo-cidad de desplazamiento.

Servomotores

Los servomotores producen pares de entre 0,1 Nm y algunos cientos de Nm y son apropiados, p. ej., para posicionamientos precisos con fluctuaciones de carga o dinmica elevada.

FM 354/453 controlan el accionamiento a travs de una inter-faz analgica al efecto. Los encders realimentan la posicin actual del eje. La comparacin de la posicin real con la con-signa establecida permite optimizar continuamente la posi-cin, velocidad y aceleracin. La funcin de calibracin del en-cder absoluto permite reajustar rpidamente la instalacin tras la sustitucin de un encder absoluto defectuoso. Por esta razn tambin pueden utilizarse encders no programa-bles, ms econmicos.

Solucin completa de un nico proveedor

Los accionamientos a base de SIMODRIVE 611 Universal y MASTERDRIVES MC/VC, as como SINAMICS S120 (precisa TM41) y servomotores 1FT6/1FT7/1FK7, constituyen un com-plemento ptimo para los ejes de servomotor. Para comple-mentar la solucin de accionamientos se dispone de encders incrementales y absolutos de la serie SIMODRIVE Sensor, as como de los cables preconfeccionados MOTION-CONNECT.

Mdulos de posicionamiento para motores paso a paso y servomotores

Mdulo FM 353 FM 354 FM 453

Formato S7-300 S7-300 S7-400

Motor Motor paso a paso Servomotor Motor paso a paso y servomotor

Sistema de medida No necesario 5 V incremental, SSI 5 V incremental, SSI

Nmero de ejes 1 1 3

Mdulo de posicionamiento FM 354 para servomotores


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Control de trayectoria y de posicionamiento FM 357-2

Campo de aplicacin

FM 357-2 es un mdulo de control de trayectoria y posiciona-miento para controlar hasta cuatro ejes giratorios o lineales. Se pueden conectar motores paso a paso y servomotores con interfaz de 10 V o interfaz PROFIBUS DP. La vigilancia de la posicin real puede efectuarse, a eleccin, mediante encder incremental RS 422 o mediante encder absoluto SSI.

FM 357-2 ofrece las prestaciones de un control CNC para la construccin de maquinaria en general. Integrado en SIMATIC, el mdulo posee al mismo tiempo toda la facilidad de manejo de STEP 7.

Cubre prcticamente todos los mbitos del control au-tomtico de movimiento, desde el posicionamiento simple hasta el control de trayectoria con interpola-cin, tiene funcionamiento autnomo y de esta forma alivia al mdulo central del sistema de automatizacin.

El mdulo es especialmen-te apropiado para el movi-

miento de sistemas que trabajan en varias dimensiones, como mquinas de mecanizado de metales, robots, manipuladoras, curvadoras y plegadoras. Adems, es ideal para el control de mquinas con control coordinado de movimiento, como m-quinas de embalaje, de papel, de impresin y textiles.

Diseo

Segn el firmware del sistema, se obtienen las variantes FM 357-2L, FM 357-2LX o FM 357-2H a partir del equipo bsico FM 357-2. Las interfaces variables permiten la conexin de di-ferentes sistemas de accionamiento (incluso en operacin mixta):

Interfaz analgica/PROFIBUS DP para aplicaciones de control de movimiento o servoejes con encders, as como motores asncronos trifsicos

Interfaz de motor paso a paso para ejes de motor paso a paso

Funcionamiento

Segn el tipo de eje utilizado, el movimiento de los ejes de motor paso a paso o de servomotor se realiza como en los m-dulos FM 353/FM 354. Por el contrario, en el FM 357-2 los ejes pueden moverse tambin con interpolacin.

Funciones de FM 357-2L Interpolacin interna y coordinacin de uno a cuatro ejes:

Interpolacin lineal, circular y compleja; control de trayec-toria; ejes de sincronismo; interpolacin por tabla; perfil de leva inteligente.

Funciones de monitorizacin: Rotura de cable, marca cero, parada, llegada a destino, final de carrera de software.

Funciones especiales: Medicin de longitud, arranque/pa-rada mediante entrada rpida, limitacin de tirones, PRESET de valor real al vuelo.

Existencia de varios canales: hasta 4 canales definibles en cualquier combinacin (en FM 357-2H: 1 canal).

Funciones de FM 357-2LXComo FM 357-2L, aadiendo las siguientes funciones adicio-nales: Interpolacin spline de alto nivel, Control de ejes gantry para prticos, Desplazamiento hasta tope fijo (p. ej. para el amarre de he-

rramientas), Zonas protegidas 3D.

Funciones de FM 357-2HComo FM 357-2LX, aadiendo las siguientes funciones: Transformacin de coordenadas para sistemas de brazos

articulados, Scara y de prtico con hasta cuatro ejes; Funcin Teach-In con terminal porttil HT 6.

Parametrizacin

FM 357-2 se programa mediante un editor de programas inte-grado en STEP7 segn DIN 66025. FM 357-2 contiene poten-tes extensiones de comandos de programacin en lenguaje de alto nivel adicionales a la norma. Existe un asistente para la puesta en marcha que ofrece cmodas funciones: Desplazar y probar ejes online desde el PG/PC, MDI, JOG, modo automtico, Diagnstico y avisos de error, Funcin de osciloscopio.

Mdulo de control de trayectoria y po-sicionamiento FM 357-2


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Controladores tecnolgicos30

Controladores tecnolgicos

Combinacin de PLC y funcionalidad de control de movi-miento

Los fabricantes de maquinaria e instalaciones se encuentran cada vez ms frente al reto de tener que ofrecer mquinas cada ms flexibles y productivas en un escenario de precios decrecientes. En el caso de mquinas de nuevo diseo, han aumentado notablemente las soluciones mecatrnicas1), por sus ventajas de costes.

Para la implementacin de soluciones mecatrnicas se inte-gran en los sistemas de automatizacin y accionamiento cada vez ms funciones tecnolgicas orientadas principalmente al control de movimiento. En este contexto, Siemens ofrece las CPU tecnolgicas SIMATIC S7-300 para el control lgico y de movimiento en una CPU.

Las CPU tecnolgicas combinan las potentes CPU estndar 315-2 DP, 317-2 DP y funciones de control de movimiento conformes con

PLCopen.

Las CPU tecnolgicas disponen de un compacto formato me-cnico con periferia rpida de E/S (4 entradas digitales, 8 sali-das digitales) y dos interfaces PROFIBUS DP: Interfaz iscrona PROFIBUS DP(DRIVE) para el control din-

mico de movimiento de varios ejes acoplados o de ejes in-dividuales.

Interfaz MPI/DP para conectar otros componentes SIMATIC, p. ej. PG, OP, autmatas S7 y periferia descentralizada Ope-rando como interfaz DP permite construir redes de gran ex-tensin.

1) Mecatrnica: sustitucin de componentes mecnicos como, p. ej., reducto-res por una mera solucin de software, "Reductor electrnico".

Campos de aplicacin

Asociadas a los bloques de control de movimiento conformes con PLCopen, los controladores tecnolgicos se adecuan espe-cialmente para controlar movimientos en los que intervienen varios ejes acoplados.

Adems de un posicionamiento monoeje con regulacin de posicin, permiten realizar especialmente secuencias de mo-vimiento complejas y sincronizadas, como sincronismo de re-ductor, de perfiles de levas y correccin por marcas impresas. Los ejes en sincronismo pueden acoplarse a un maestro vir-tual o real.

El PROFIBUS iscrono permite controlar los ejes a travs de un sistema de bus digital. La segunda interfaz PROFIBUS DP per-mite la parametrizacin y puesta en marcha cmodas de los accionamientos desde el PC/PG.

As, los controladores tecnolgicos cubren un gran nmero de nuevas aplicaciones, p. ej.: Lneas de procesamiento/montaje Mquinas de paso continuo Paletizadoras Brazos Prticos sencillos (con interpolacin simple basada en el

sincronismo por perfiles de levas) Llenar Envolver, enrollar Alimentacin por rodillos Cizalla voladora Desplagador de cartn Mquinas etiquetadoras

CPU tecnolgicas del S7-300


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Controladores tecnolgicos 31

Conexin de los componentes de accionamiento

Los controladores tecnolgicos poseen una interfaz DP(DRIVE) iscrona para la conexin de componentes de accionamiento. Est optimizada para la conexin de accionamientos a travs de PROFIBUS, apta para todos los accionamientos de Siemens.

Conexin de los componentes a la CPU tecnolgica mediante DP(MPI) y PROFIBUS DP(DRIVE)

Configuracin con STEP 7 y paquete opcional S7-Technology

Se necesita el paquete opcional S7-Technology, basado en STEP 7, para parametrizar y programar la tecnologa: S7-Technology incluye una librera con bloques de funcin

conformes con PLCopen para programar y configurar las ta-reas de control de movimiento, as como los componentes de software para la conexin y puesta en marcha de accio-namientos.

Se utiliza para parametrizar los objetos tecnolgicos, p. ej. eje, perfil de leva, leva, detector. No se requiere para ello un lenguaje especfico de control de movimiento.

Adems de las funciones de diagnstico SIMATIC se ofrece un panel de control y un trace en tiempo real. As se acor-tan los tiempos necesarios para la puesta en marcha y op-timizacin.

S7-Technology almacena en bloques de datos los datos de los objetos tecnolgicos relevantes para el usuario. stos se pueden consultar en el programa de usuario S7.

S7-Technology funciona con los lenguajes de STEP 7 KOP, FUP y AWL, as como con todas las herramientas de inge-niera, p. ej. S7-SCL o S7-GRAPH.

A partir de la versin V3.0, S7-Technology tambin admite ejes hidrulicos (sin regulacin de presin) e interpolacin en un periodo definido (importante para las mquinas ar-tes grficas).

Funciones de control de movimiento

Los controladores tecnolgicos ofrecen, entre otras, las si-guientes funciones de control de movimiento: Maestro virtual/maestro real Sincronismo angular Sincronismo de reductor Sincronismo por perfil de leva Sincronizacin y desincronizacin Funcin de acoplamiento y desacopla-

miento ngulo de decalaje (absoluto/relativo) Correccin por marcas impresas Levas Desplazamiento hasta tope fijo Posicionamiento con regulacin de posicin

Componentes soportados en PROFIBUS DP(DRIVE)

Ejes de velocidad MICROMASTER 420/430/440

COMBIMASTER 411

SIMOVERT MASTERDRIVES VC

Ejes de posicionamiento/sin-cronismo

SIMODRIVE 611 universal HR

SIMOVERT MASTERDRIVES MC

SIMODRIVE POSMO CD/SI/CA

SINAMICS S 120

Otras estaciones de PROFIBUS

SIMODRIVE sensor iscrono

Mdulo analgico de interfaz de accionamiento ADI 4

IM 174

ET 200M con IM 153-2 High Feature

ET 200S con IM-151-1 High Feature

6

0,&520$67(5

6,02'5,9(6HQVRU

6,02'5,9(

0$67(5'5,9(6

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Siemens AG 2008

Controladores tecnolgicos32

Datos tcnicos

Datos tcnicos de las CPU tecnolgicas

CPU 315T-2 DP CPU 317T-2 DP

Memoria

Memoria central integrada 256 KB 1024 KB

Nm. corresp. instrucciones 84 K 340 K

Memoria de carga mediante microtar-jeta de memoria (siempre necesaria)

mn. 4 MB, mx. 8 MB mn. 4 MB, mx. 8 MB

Tiempos de ejecucin

Operacin al bit, tp. 0,1 s 0,05 s

Operacin de palabra, tp. 0,2 s 0,2 s

Op. aritmtica de coma fija, tp. 2 s 0,2 s

Op. aritmtica de coma flotante, tp. 3 s 1 s

Entradas/salidas integradas

Entradas digitales de 24 V DC 4, p. ej. para detectores de prox. 4, p. ej. para detectores de prox.

Salidas digitales de 24 V DC 8, 0,5 A, para funciones rpidas con levas 8, 0,5 A, para funciones rpidas con levas

Volumen mximo de funciones tecnolgicas

Ejes 8 32

Perfiles de levas 16 32

Levas 16 32

Detectores 8 16

Encders externos 8 16

Utilizables simultneamente 32 64

Datos de pedido

CPU 6ES7 315-6TH. 6ES7 317-6TK.

S7-Technology 6ES7 864-1CC. 6ES7 864-1CC.

NUEVO NUEVO


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Controladores tecnolgicos 33

Ejemplos de aplicacin

Paletizadora con interpolacin simple de ejes basada en perfiles de levas

PlanteamientoEl planteamiento tecnolgico se basa en una paletizadora en la que actan 3 ejes. Una unidad transportadora constituye el centro del sistema y su tarea consiste en colocar 16 cajas en un palet. El eje 1 desplaza la unidad transportadora en direc-cin X, el eje 2 se encarga del proceso de desplazamiento en direccin Y y el eje 3 en direccin Z. El proceso de posiciona-miento de las cajas se ve dificultado por el hecho de que, tras ser tomadas de la cinta transportadora, deben moverse sal-vando dos muros hasta alcanzar su posicin de destino.

SolucinLa tarea se ha realizado utilizando una CPU tecnolgica y el modelo o plantilla tecnolgico "Interpolacin 3D simple con ayuda de perfiles de leva" (Move 3D). Un eje maestro virtual se implementa como elemento central. Los ejes de desplaza-miento siguen al eje maestro relacionados por intermedio de perfiles de levas. Los perfiles de levas para los ejes se obtie-nen, en tiempo de ejecucin, a partir de tablas con los nodos de interpolacin.

Alimentacin por pinza para una prensa sobre la base de perfiles de levas estticos

PlanteamientoEl planteamiento tecnolgico se basa en una prensa con uni-dad de alimentacin de material adicional. El eje giratorio de la prensa sirve como eje maestro para el control de la alimen-tacin de material mediante un perfil de leva esttico. El perfil de leva se disea y aplica de modo que resulta un recorrido de-finido con precisin entre el eje maestro, en marcha continua, de la prensa y el eje esclavo de la alimentacin de material. Adems, se genera una seal de control para la pinza del avan-ce de material mediante una leva electrnica en el eje maestro de la prensa.

SolucinLa tarea principal de una CPU tecnolgica en este caso es el desarrollo orientado a la aplicacin de un perfil de leva ade-cuado para acoplar el avance de material al eje giratorio de marcha continua de la prensa. En este proceso se desarrolla

un perfil de leva simple acompaado de otras variantes opti-mizadas.

Cizalla voladora con sincronizacin por marcas impresas sobre la base de un sincronismo de reductor

PlanteamientoEl planteamiento tecnolgico se basa en una cizalla voladora en la que actan 2 ejes. El eje 1 desplaza mediante una cinta trasportadora una banda de material marcada con marcas im-presas. Tras la deteccin de la marca impresa, la velocidad de la cizalla unida al eje 2 debe sincronizarse con la del eje 1. Si los dos ejes se desplazan de forma sncrona, la banda de ma-terial debe cortarse y el eje 2 debe volver a desplazarse a la po-sicin inicial.

SolucinLa tarea se ha realizado sincronizando el eje de los carros de la cizalla con el eje de la banda de material basndose en el sin-cronismo de reductor. El sincronismo se mantiene mientras la ejecucin de la tarea (corte en este caso) lo requiera. Despus, el conjunto en sincronismo se deshace y el eje de los carros de la cizalla se desplaza a la posicin inicial. La deteccin de la si-guiente marca impresa activa de nuevo el conjunto en sincro-nismo.

Los archivos para su descarga con la documentacin y los da-tos del proyecto se encuentran en la siguiente direccin de In-ternet:www.siemens.com/simatic-technology/examples

Eje 3

Eje 2

Eje 1

MurosPalet

Paquetes

Cinta transportadora

Prensa

Zange

Presse

Avance de material

0

144

5 270225135 360

Carros de la cizalla

Eje 1:Accionamiento banda de material

Eje 2:Accionamiento carros de la cizalla

Marca de corteBanda de material

Cuchillas de la cizalla

Posicin bsica/inicialSensor 100 mm


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Sistemas de regulacin y mdulos tecnolgicos personalizables34


Solucin para aplicaciones dinmicas y altamente flexi-bles

Para solucionar tareas mecatrnicas exigentes, ofrecemos mdulos tecnolgicos personalizables que renen la mxima flexibilidad, funcionalidad y prestaciones: FM 352-5 para combinaciones binarias muy rpidas con

S7-300 FM 458-1 DP para calcular y regular de forma rpida y pre-

cisa con S7-400 Tarjeta tecnolgica T400 para regulaciones exigentes de

accionamientos SIMATIC TDC para soluciones en el mbito de plantas e ins-

talaciones

Mdulos de funcin y sistemas para tareas de regulacin exigentes

High Speed Boolean Processor FM 352-5

El mdulo tecnolgico FM 352-5 permite combinacio-nes binarias muy rpidas en mquinas con tiempos de ciclo mnimos. Es adecuado para aplicaciones de conta-je y medicin con tiempos de reaccin muy pequeos, p. ej. en aseguramiento de la calidad. La periferia digital integra-da (12 ED, 8 SD) y la entra-da del encder (incremental o SSI) permiten tiempos de reac-cin extremadamente cortos. La configuracin especial del hardware est ajustada en un tiempo de ciclo de programa fijo de 1 s.

FM 352-5 puede ser aplicado de forma centralizada en el S7-300, descentralizada en PROFIBUS o como controlador au-tnomo. Las entradas y salidas digitales se pueden asociar li-bremente en el programa de usuario o conmutar en funcin del recorrido.

Para la programacin hay disponible un subconjunto del juego de instrucciones S7-300, p. ej. combinaciones binarias, opera-ciones aritmticas, comparaciones, funciones de contaje/tem-porizacin, registros de desplazamiento, medicin de frecuen-cia y periodo (p. ej. generador de impulsos), etc. El programa se escribe con el editor estndar KOP/FUP de STEP 7. Una vez escrito, el programa se puede probar en una CPU S7 antes de descargarlo al mdulo.

Se utiliza el software de configuracin de FM 352-5 suminis-trado para generar el cdigo de destino. El cdigo de destino se transmite al FM 352-5 por minitarjeta de memoria o por descarga.

High Speed Boolean Processor FM 352-5


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Sistemas de regulacin y mdulos tecnolgicos personalizables 35

Caractersticas comunes de FM 458-1 DP, T400, SIMATIC TDC

Los mdulos tecnolgicos FM 458-1 DP, T400 y el sistema de regulacin SIMATIC TDC son configurables libremente con STEP 7 y las herramientas de ingeniera CFC y SFC. La configu-racin precisa de la librera de bloques del paquete adicional D7-SYS.

Libreras de bloques

Un gran nmero de funciones especficas del accionamiento de las mquinas modernas se ejecuta con bloques de funcin CFC prefabricados. stos estn contenidos en la librera del pa-quete opcional D7-SYS.

D7-SYS contiene un gran nmero de bloques de funcin com-binables: desde operaciones matemticas o lgicas simples hasta funciones complejas para asumir el completo control de movimiento de ejes lineales o giratorios.

Asimismo, incluye un potente generador de cdigos que tra-duce los esquemas de funciones acabados al rpido cdigo de la mquina.

D7-SYS contiene las siguientes clases de bloque: Bloques de regulacin Bloques aritmticos Bloques de entrada/salida Bloques de comunicacin/manejo/sealizacin Bloques de conversin Bloques lgicos Bloques de servicio tcnico/diagnstico Bloques SFC Bloques de control de movimiento

Configuracin y puesta en marcha

La configuracin de las funciones de control se efecta de for-ma fcil y eficiente con CFC (Continuous Function Chart). Para ello, se seleccionan de la librera de bloques de D7-SYS los blo-ques tecnolgicos de funcin y se interconectan sus entradas y salidas. Los diagramas funcionales presentan automtica-mente una documentacin detallada del programa creado.

La descarga, puesta en marcha y servicio tcnico se efectan mediante las funciones en lnea de STEP 7 y CFC/D7-SYS a tra-vs del puerto MPI/DP central.

SFC (Sequential Function Chart) se utiliza cuando se combi-nan programas CFC con controles secuenciales.

Con el paquete opcional FB-GEN se pueden programar en C bloques de funcin para aplicaciones especficas e integrarlos sin problemas en la aplicacin. Para esto, no se necesita nin-guna licencia runtime.

Comparacin de los mdulos y sistemas

Tarjeta tecnolgica T400

Integrada en variadores

MASTERDRIVES DC Master En bastidor especfico

(independiente)

Mdulo tecnolgico FM 458-1 DP

Regulacin y clculo rpidos

En el sistema S7-400 Rpido acceso a la periferia a travs de

mdulos de ampliacin PROFIBUS DP iscrono integrado

Sistema de automatizacin de alto rendimiento SIMATIC TDC

Modo multicomputador sincroniza-do

Hasta 20 CPU por bastidor Hasta 44 bastidores Para grandes instalaciones, plantas

siderometalrgicas y trenes de lamina-cin, as como para transporte de energa


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Sistemas de regulacin y mdulos tecnolgicos personalizables36

Bloques de funcin para control del movimiento

Los siguientes bloques de funcin ilustran el gran nmero que incluye la librera.

Posicionamiento

El bloque de posicionamiento proporciona, junto a la consigna de la posicin que se debe alcanzar, las variables de control anticipativo correspondientes, como la velocidad y la acelera-cin. De este modo se alcanza una dinmica elevada.

El proceso de posicionamiento puede adaptarse de forma p-tima a los requisitos de la aplicacin. Se ajusta lo siguiente:

Velocidad mxima Aceleracin mxima Tirn (sobreaceleracin)mximo

La posicin de destino se alcanza en el tiempo ms corto o sin rebases transitorios. Para movimientos encadenados tambin puede realizarse, junto al posicionamiento absoluto, un posi-cionamiento incremental.

Valores caractersticos ajustables en el posicionamiento

Acoplamiento/desacoplamiento

La funcin de acoplamiento desplaza el eje, desde su posicin de parada, una longitud predefinida.

La funcin de desacoplamiento frena un accionamiento hasta la parada y vuelve a acelerarlo hasta la velocidad del maestro tras alcanzar la longitud de desacoplamiento.

Las longitudes de acoplamiento y desacoplamiento pueden ajustarse y prolongarse "al vuelo". Para los movimientos tam-bin pueden preajustarse redondeos.

Funcin de acoplamiento/desacoplamiento

Sincronismo por tabla

Los perfiles de levas se guardan como tablas en el bloque TAB. Las tablas contienen de 16.000 a 250.000 nodos de interpo-lacin.

La evaluacin de las tablas se realiza con el bloque TABCAM. ste determina, a partir de la tabla, la posicin y velocidad del esclavo que debe alcanzarse para una posicin de maestro de-terminada. Entre los dos nodos se interpola de forma lineal.

Durante el funcionamiento puede conmutarse entre varias ta-blas a travs de un bloque multiplexor.

Carga y evaluacin de tablas

YPD[DPD[

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3RVLFLQPDHVWUR

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Carga de bloque de datos S7/PC

Sincronismo por tabla

Evaluacin de tablas

SWITCH TA

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SIMATIC TECNOLOGICAS - FOLLETO