control_teoria_programacion_servomotores.pdf

Equation Chapter 1 Section 1
Autor: Juan Carlos Fraile García
Tutor: Luis Fernando Castaño Castaño
Trabajo Fin de Máster
Máster en Ingeniería Industrial
Introducción al control remoto de servomotores
industriales
Dpto. Ingeniería de Sistemas y Automática
Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Universidad de Sevilla
Sevilla, 2021

Trabajo Fin de Máster
Máster en Ingeniería Industrial
Introducción al control remoto de servomotores
industriales
Autor:
Juan Carlos Fraile García
Tutor:
Dr. Luis Fernando Castaño Castaño
Dpto. de Ingeniería de Sistemas y Automática
Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Universidad de Sevilla
Sevilla, 2021

iii
Trabajo Fin de Máster: Introducción al control remoto de servomotores industriales
El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros:
Presidente:
Vocales:
Secretario:
Acuerdan otorgarle la calificación de:
Sevilla, 2021
El Secretario del Tribunal

v
Agradecimientos
A mis padres, por haber hecho lo imposible para que pudiera llegar hasta aquí y apoyarme en cada decisión. A
mi hermano, por romperme mil barreras y enseñarme a ser quien soy. A Enrique y Carmen Lucía, por simplificar
lo complicado.
A mi segunda Familia, por detener el tiempo para equilibrar la balanza y compartir vuestra felicidad y tristeza.
A Rafael, Sebastián, Miguel y Mario por hacer infinitamente más ameno estos dos años tan atípicos de Máster.
A Fernando por todo su trato y apoyo, por abrirme una nueva puerta en mi futuro profesional.
Juan Carlos Fraile García
Sevilla, 2021

vii
Resumen
os sistemas de control de movimiento son parte indispensable de una inmensa cantidad de aplicaciones
industriales: sistemas de transporte, sistemas robóticos, sistemas de mecanizado (CNC), sistemas de
alimentación de materia prima, sistemas de almacenamiento, etc.
Atendiendo a como se consigue controlar el motor que acciona el sistema se pueden distinguir tres grandes
alternativas: Variadores de Velocidad o Frecuencia, Motores paso a paso y Servomotores. Desde el punto de
vista del control, el más flexible, preciso y completo es el Servomotor por lo que, el desarrollo de la Industria,
precisa cada vez más de su utilización.
Este proyecto se enfoca en realizar una Introducción completa al control de servomotores industriales desde una
exposición teórica hasta un ejemplo de implementación real. Sin perdida de generalidad, todo el documento se
desarrolla en el marco de equipos comerciales reales del fabricante Schneider Electric. Sin embargo, como se
verá en el último capítulo, todo lo aquí aprendido podrá extrapolarse a los sistemas de control de movimiento
propuestos por otros fabricantes (Siemens, ABB, etc).
Todo sistema de control de movimiento que cuente con ejes accionados por servomotores cuenta con unos
equipos electrónicos denominados servo drives que se encargan del control en posición, velocidad y/o par. En
el Capítulo 2 se aglutinan los conceptos teóricos asociados a estos dispositivos (conexionado, modos de
funcionamiento, diccionario de parámetros, estructura del regulador, etc.)
Un servo accionamiento que se encarga de controlar un eje puede tener que integrarse con otros
sistemas/dispositivos que también se dediquen o no al control de movimiento. Para ello, es necesario que exista
un controlador de nivel superior (o remoto). En el Capítulo 1 se mencionan distintas alternativas. Todas ellas
tienen en común una librería de funciones (Motion Control) que facilitan el manejo y monitorización de los
servos.
El primer paso para la implantación de estos equipos en cualquier tipo de aplicación será realizar su
configuración/parametrización inicial. Por regla general los fabricantes suelen poner a disposición del usuario
un software para dicha puesta en marcha. En el Capítulo 1 se explora el ofrecido por Schneider.
En numerosas aplicaciones, se precisa que los servomotores sean capaces de trabajar de forma sincronizada
entre ellos (o con otro tipo de motores) para realizar tareas como: Alimentar piezas, realizar cortes al vuelo,
embotellar líquidos, etc. Por ello, se presenta en el Capítulo 1 una aplicación práctica de sincronización entre
dos servomotores utilizando un PLC como controlador remoto. La implementación se describe desde el montaje
físico de una maqueta de pruebas hasta la depuración de la aplicación.
En el Capítulo 5 se expone, de manera general, como se realiza el control remoto con otra familia de PLCs
distinta (M238) a la utilizada en el Capítulo 1 (M340). El objetivo principal es salvar las diferencias entre el
software de programación empleado en el M238 (SoMachine) y el utilizado en el M340 (Unity Pro)
Por último, en el Capítulo 1 se realizan diferentes propuestas para ampliar o profundizar lo visto en esta
Introducción.
L

ix
Abstract
Motion control systems are crucial for a wide range of industrial applications such as transport systems, robotic
systems, machining systems (CNC), raw material feeding systems, storage systems...
Depending on how the motor that drives the system is controlled, three main alternatives can be distinguished:
Variable Speed or Frequency Drives, Stepper Motors and Servomotors. From the control point of view, the one
which provides more flexibility and accuracy is the servomotor. That is why the development of industry
increasingly requires them.
This project focuses on a complete introduction to the control philosophy of industrial servomotors from the
theory to a real implementation. Without loss of generality, the whole document is developed within the
framework of real equipment from the manufacturer Schneider Electric. However, as it is stated in the last
chapter, everything within this document can be extrapolated to motion control systems made by other
manufacturers like Siemens or ABB.
Every servomotor has to be connected to an electronic equipment called servo drive which is responsible for its
position, speed and torque control. Chapter 2 gathers essential basic theory associated with these devices
(connections, operating modes, configurable parameters, controller structure and so on)
A servo drive that is in charge of control an axis may need to be integrated with other systems or devices which
may or may not also be dedicated to motion control. This requires the existence of a higher-level (or remote)
controller. Some commercial alternatives are mentioned in Chapter 3. All of them have in common a function
library (Motion Control) that makes easier the handling and monitoring of the servos.
The first step for using these devices in any real application consists on carrying out an initial configuration of
their parameters. As a rule, manufacturers usually provide their clients with a suitable software for this purpose.
Chapter 4 explores the software provided by Schneider that is called SOMove.
In many applications, servomotors need to be able to work synchronously with other motors to perform some
complex tasks such as feeding parts, flying saw or bottling liquids. For this reason, a practical application of
synchronisation between two servomotors using a PLC as a remote controller, can be found on chapter 6. The
full implementation is described. From the wiring to the application programming. An HMI has also been
developed in order to make several tests.
Chapter 5 briefly describes how the remote control is performed with a different PLC family (M238) than the
one used in Chapter 6 (M340). One of the main objectives is showing the differences between the programming
software used in the M238 (SoMachine) and the one used in the M340 (Unity Pro). Finally, some ideas to keep
going into details about servodrives and their applications can be found in Chapter 7.

x
Índice
Agradecimientos v
Resumen vii
Abstract ix
Índice x
Índice de Tablas xii
Índice de Figuras xiii
1 Introducción 1
1.1 Objetivos del Proyecto 3
2 Servo Accionamiento 5
2.1 Descripción física 5
2.1.1 Servomotor 5
2.1.2 Servo drive 6
2.1.3 Conexionado 7
2.2 Estados de funcionamiento 8
2.2.1 Errores de funcionamiento 9
2.3 Canales de acceso y modos de control 10
2.4 Modos de funcionamiento 11
2.5 Modo JOG 11
2.5.1 Descripción 11
2.5.2 Configuración de parámetros 12
2.6 Modo Electronic Gear 13
2.7 Modo Profile Torque, Velocity, Position 15
2.8 Modo Interpolated position 18
2.9 Modo Homing 19
2.10 Modo Motion Sequence 22
2.11 Regulador de control 24
2.11.1 Estructura del regulador 24
2.11.2 Parámetros y métodos de ajuste. 24
3 Alternativas de control 27
3.1 Control remoto mediante Controlador de Movimiento 27
3.1.1 Perfiles CAM 27
3.1.2 Ejemplo Comercial 29
3.2 Control remoto mediante PLC 29

xi
3.3 Librería Motion Control 30
4 Software para la puesta en marcha 31
4.1 Conexión e inicialización 31
4.2 Funcionalidad 32
4.2.1 Acceso a la lista de parámetros. 35
5 Control remoto con M238 37
5.1 Conexionado 37
5.2 Configuración en SoMachine 38
5.3 Programación y transferencia de la aplicación 42
5.4 Depuración y monitorización de la aplicación 44
6 Sincronización de dos servomotores 47
6.1 Maqueta de pruebas. Conexionado 47
6.1.1 Montaje mecánico 47
6.1.2 Cableado servo drive 48
6.1.3 Cableado red CANOpen 48
6.1.4 Cableado de sincronización 50
6.2 Configuración Inicial del PLC 50
6.3 Parametrización 54
6.3.1 Parámetros iniciales 55
6.3.2 Parámetros del regulador 57
6.3.3 Cambio entre distintos juegos de parámetros 58
6.4 Descripción funcional 59
6.5 Implementación 61
6.5.1 Declaración de variables 61
6.5.2 Programación de la aplicación 62
6.6 Supervisor 76
6.6.1 Controles básicos 77
6.6.2 Manejo de parámetros 78
6.6.3 Manejo de los modos de operación 78
6.6.4 Monitorización del servo 83
7 Trabajo futuro 85
7.1 Aplicación a otros fabricantes comerciales 86
7.1.1 Servo accionamientos 86
7.1.2 Librería Motion Control 86
7.1.3 Software de Usuario 86
7.2 Maqueta de pruebas para visualización del control de par 87
Anexo A: Fundamentos Protocolo CANOpen 89
A.1 Diccionario de Objetos (OD) 90
A.2 Mensajes CANOpen 91
A.3 Funciones de comunicación 92
A.3.1 Transmisión de datos. PDOs y SDOs. 93
Referencias 95

xii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2-1: Combinaciones de bits del parámetro DCOMcontrol para transiciones entre estados de
funcionamiento............................................................................................................................................................9
Tabla 2-2: Bits de DCOMcontrol usados para el modo Motion Sequence (Pag 70 en [8]).................................23
Tabla 3-1: Parámetros principales de un Perfil CAM. ...........................................................................................28
Tabla 5-1: Cable comunicación CANOpen M238 – Servo ...................................................................................37
Tabla 6-1: Asignación de pines conexión M340 – Servo (Cable CH-01) ............................................................49
Tabla 6-2: Parámetros Iniciales................................................................................................................................56
Tabla 6-3: Gestión FAULT RESET y HALT desde variable CONTROL_WORD.............................................66
Tabla 6-4: Variables MC_HOME ...........................................................................................................................67
Tabla 6-5: Variables MC_MOVEABSOLUTE y MC_MOVERELATIVE.......................................................68
Tabla 6-6: Variables MC_MOVEVELOCITY ......................................................................................................69
Tabla 6-7: Variables MC_TORQUECONTROL...................................................................................................69
Tabla 6-8: Variables para el modo Electronic Gear................................................................................................70
Tabla 6-9: Pantalla de operador. Led de estado modo Profile Position.................................................................79
Tabla 6-10: Pantalla de operador. Led de estado modo Electronic Gear..............................................................81
Tabla 6-11: Pantalla de operador. Led de estado modo Homing...........................................................................81
Tabla A-1: Perfiles de objetos en LXM32M...........................................................................................................90

xiii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1-1: Lazo de control (abierto) de motor AC controlado con un VFD [1]....................................................1
Figura 1-2: Lazo de control (abierto) de un motor paso a paso [2]..........................................................................2
Figura 1-3: Lazo de control (cerrado) de un servomotor [3]....................................................................................2
Figura 2-1: Esquema de servo accionamiento...........................................................................................................5
Figura 2-2: Servomotor BSH0551T01A2A. Placa de características......................................................................5
Figura 2-3: Servo drive LXM32MU90M2. Placa de características.......................................................................6
Figura 2-4: Diagrama de conexionado de servo accionamiento con entradas y salidas digitales..........................7
Figura 2-5: Conectores M23 del lado del servomotor ..............................................................................................7
Figura 2-6: Diagrama de estados de funcionamiento [5]..........................................................................................8
Figura 2-7: HMI Integrada del LXM32M...............................................................................................................10
Figura 2-8: Ejemplo movimiento continuo [5]........................................................................................................11
Figura 2-9: Ejemplo movimiento paso a paso [5]...................................................................................................12
Figura 2-10: Parámetros modo JOG [5] ..................................................................................................................13
Figura 2-11: Parámetros modo Electronic Gear [1]................................................................................................14
Figura 2-12: Diferencia entre mov. relativo (discontinua) y mov. absoluto (continua) ante una referencia de 40.
....................................................................................................................................................................................15
Figura 2-13: Parámetros modo Profile Position [1] ................................................................................................15
Figura 2-14: Parámetros modo Profile Torque [5]..................................................................................................16
Figura 2-15: Parámetros modo Profile Velocity [1]................................................................................................17
Figura 2-16: Ejemplo funcionamiento Modo Interpolated Position......................................................................18
Figura 2-17: Ejemplo con finales de carrera [5]......................................................................................................19
Figura 2-18 Ejemplo con interruptor de referencia [5]...........................................................................................20
Figura 2-19: Movimientos de referencia al pulso índice [5] ..................................................................................20
Figura 2-20:Ejemplo de establecimiento de medida [5].........................................................................................21
Figura 2-21: Parámetros modo Homing [5] ............................................................................................................21
Figura 2-22: Ejemplo de registro de datos...............................................................................................................22
Figura 2-23: Parámetros modo Motion Sequence...................................................................................................23
Figura 2-24: Estructura global del regulador...........................................................................................................24
Figura 2-25: Configuración ajuste semiautomático en SoMove (Capítulo 1).......................................................25
Figura 3-1: Ejemplo de leva mecánica.....................................................................................................................28
Figura 3-2: Perfil CAM de la leva de la Figura 3-1 considerando R=60cm. ........................................................28
Figura 3-3: Corte al Vuelo. El motor de la cinta actúa de Maestro y el del eje de la cuchilla de Esclavo. Para
conseguir un corte recto, el avance de la cuchilla debe depender en todo momento del avance de la cinta.......29
Figura 3-4: M262 Motion Controller (izquierda). Función para generación de perfiles CAM (derecha)...........29
Figura 3-5: PLC M340 (izquierda). Ejemplo de función (LD) de la Liberia Motion control para el ajuste del
Modo Home (derecha)..............................................................................................................................................30
Figura 3-6: PLC M238 (izquierda). Ejemplo de función de la Librería Motion control para el ajuste del Modo
Home (derecha) .........................................................................................................................................................30
Figura 4-1: Cable adaptador Modbus to USB. TCSMCNAM3M002P................................................................31
Figura 4-2: Selección de familia. SoMove ..............................................................................................................31
Figura 4-3: Selección del modelo. SoMove ............................................................................................................32
Figura 4-4: Opciones en la conexión del Servo drive a SoMove...........................................................................32
Figura 4-5: Ejemplo de historial de errores capturados en SOMove.....................................................................33
Figura 4-6: Opciones de ajuste del regulador en la interfaz de SoMove...............................................................33
Figura 4-7: Interfaz para monitorización/forzado de entradas/salidas digitales. SoMove....................................33
Figura 4-8: Panel de control para el manejo en modo local desde SoMove. ........................................................34
Figura 4-9: Ejemplos de displays disponibles para la monitorización. SoMove. .................................................34
Figura 4-10: Herramienta de grabación de SoMove. Se indican los pasos a seguir para la grabación de un
parámetro. ..................................................................................................................................................................35

xiv
Figura 4-11: Listad de parámetros en SoMove.......................................................................................................35
Figura 4-12: Guardar parámetros y reinicio del variador. SoMove.......................................................................36
Figura 5-1: Controlador Lógico M238....................................................................................................................37
Figura 5-2: Esquema de Conexionado Servoaccionamiento – M238...................................................................37
Figura 5-3: Pines CANOpen del M238...................................................................................................................38
Figura 5-4: Configuración SoMachine. Paso 2.1....................................................................................................39
Figura 5-6: Configuración SoMachine. Paso 4.......................................................................................................40
Figura 5-9: Configuración SoMachine. Paso 7.......................................................................................................41
Figura 5-10: Herramientas de programación en SoMachine. En rojo Contactos y bobinas (Solo LD), en verde
temporizadores y contadores, en azul operadores matemáticos y en naranja inserción de bloques funcionales.
....................................................................................................................................................................................42
Figura 5-11: Módulo vacío en SoMachine..............................................................................................................42
Figura 5-12: Ventana de declaración de variables. SoMachine.............................................................................42
Figura 5-13: Asignación de variables en bloque MC_POWER............................................................................43
Figura 5-14: Añadir puerta de enlace para conexión con PLC en SoMachine.....................................................43
Figura 5-15: Ruta activa de comunicación establecida con PLC...........................................................................44
Figura 5-16: Listas de Supervisión. SoMachine.....................................................................................................44
Figura 5-17: Agregar variable a lista de supervisión. SoMachine.........................................................................45
Figura 5-18: Lista de supervisión. SoMachine........................................................................................................45
Figura 6-1: Croquis maqueta de pruebas................................................................................................................47
Figura 6-2: Maqueta de pruebas provisional...........................................................................................................48
Figura 6-3: Cableado red CANOpen.......................................................................................................................48
Figura 6-4: Línea de transmisión CANOpen ..........................................................................................................49
Figura 6-5: Cable CH-01. Conexión M340 – Servo...............................................................................................49
Figura 6-6: Cable CH-02- Conexión Servo – Servo...............................................................................................49
Figura 6-7: Resistencia de terminación del lado del servo drive ...........................................................................50
Figura 6-8: Cableado sincronización. Cable PTI – PTO........................................................................................50
Figura 6-9: Modelo del PLC ....................................................................................................................................51
Figura 6-10: Selección modelo PLC. Unity Pro.....................................................................................................51
Figura 6-11: Red CANOpen del PLC. Unity Pro...................................................................................................51
Figura 6-12: Dispositivo añadido a la red CANOpen del PLC. Unity Pro...........................................................52
Figura 6-13: Puerto CANOpen en el bastidor del PLC. Unity Pro .......................................................................52
Figura 6-14: Ventana de configuración de la red CANOpen. Unity Pro ..............................................................52
Figura 6-15: Dirección del dispositivo en los parámetros de un nuevo eje donde el “1” hace referencia al nodo
asignado en la red CAN al dispositivo (ver CAN_Adress Tabla 6-2).................................................................53
Figura 6-16: Parámetros de nuevo eje de movimiento. Unity Pro.........................................................................53
Figura 6-17: Bloque funcional MC_WRITEPARAMETER ................................................................................54
Figura 6-18: Parametrización inicial del servo drive desde la ventana de confg del PLC. Pasos 1-4.................55
Figura 6-19: Parametrización inicial del servo drive desde la ventana de confg del PLC. Pasos 5-7.................55
Figura 6-20: Control en posición. El error en régimen permanente es nulo mientras que en el transitorio mantiene
un pequeño error respecto a la referencia (en negro)..............................................................................................57
Figura 6-21: Control en velocidad. Referencia en negro........................................................................................57
Figura 6-22: Vector AxisParamDesc. Si buscamos la información del parámetro IO_AutoEnable en [5]
comprobamos que los valores remarcados se corresponden con su índice, subíndice y longitud en bytes........58
Figura 6-23: Función TE_UPLOADDRIVEPARAM...........................................................................................58
Figura 6-24: Función TE_DOWNLOADDRIVEPARAM...................................................................................58
Figura 6-25: Estructuras o tipos de datos derivados. ..............................................................................................61
Figura 6-26: Entradas y Salidas básicas de los FB de la librería Motion Control................................................62
Figura 6-27: Condición de ejecución de los modos de control Básico y Avanzado del Esclavo........................62
Figura 6-28: Ejemplo de ejecución con el modo básico activado. En el explorador del proyecto puede verse
como el LD del control avanzado está desactivado................................................................................................63
Figura 6-29: Instancias CAN_HANDLER.............................................................................................................63
Figura 6-30: Configuración variable IODDT CANOpen en M340. Pasos 1-4 (desglosados en 8)....................64
Figura 6-31: Funciones MC_POWER, MC_RESET, MC_STOP........................................................................64
Figura 6-32: Ejemplo de lectura cíclica...................................................................................................................65

xv
Figura 6-33: Pestaña PDO de la ventana de configuración del servo Esclavo (se accede desde el explorador de
proyectos como en Figura 6-18)...............................................................................................................................65
Figura 6-34: Combinación palabras de memoria (%MW) de los PDOs para obtener posición del servo..........66
Figura 6-35: Gestión Manual de Fault Reset y Halt. ..............................................................................................66
Figura 6-36: Implementación de lectura/escritura genérica de parámetros en Unity Pro. ...................................67
Figura 6-37: Implementación Homing en Unity Pro..............................................................................................67
Figura 6-38: Implementación del Modo Profile Position en Unity Pro ................................................................68
Figura 6-39: Implementación del Modo Profile Velocity en Unity Pro................................................................69
Figura 6-40: Implementación del Modo Profile Torque en Unity Pro..................................................................69
Figura 6-41: Implementación Modo Electronic Gear en Unity Pro. .....................................................................70
Figura 6-42: Máquina de estados para control del Maestro en modo sincronismo..............................................71
Figura 6-43: “HOMING” en el control del Maestro. Modo Sincronismo............................................................71
Figura 6-44: “MOVE VELOCITY” y “STOPPING” en el control del Maestro. Modo Sincronismo...............72
Figura 6-45: Máquina de estados para control básico del Esclavo en modo sincronismo...................................73
Figura 6-46: “SYNCHRONISING” (con comprobación de holgura) en control básico del Esclavo.................73
Figura 6-47: Máquina de estados para control avanzado del Esclavo en modo sincronismo..............................74
Figura 6-48: “SYNCHRONISING” (con comprobación de holgura, actualización de
SYNC.ENGAGE_SELECTOR y los SYNC.POS_X y resincronización) en control avanzado del Esclavo....75
Figura 6-49: Pantalla de Operador para el manejo del sistema..............................................................................76
Figura 6-50: Función MC_READSTATUS para consultar información de los servos.......................................77
Figura 6-51: Sección de controles básicos. Pantalla de operador. .........................................................................77
Figura 6-52: Sección de manejo manual de parámetros. Pantalla de operador.....................................................78
Figura 6-53: Sección manejo modos de operación. Modo Profile Position..........................................................79
Figura 6-54: Sección manejo modos de operación. Modo Profile Velocity .........................................................80
Figura 6-55: Sección manejo modos de operación. Modo Profile Torque............................................................80
Figura 6-56: Sección manejo modos de operación. Modo Electronic Gear en eje Maestro (izquierda) y en eje
Esclavo (derecha) ......................................................................................................................................................81
Figura 6-57: Sección manejo modos de operación. Modo Homing......................................................................82
Figura 6-58: Sección manejo modos de operación. Modo Sincronismo en eje Maestro (izquierda) y en eje
Esclavo (derecha) ......................................................................................................................................................83
Figura 6-59: Sección monitorización del eje...........................................................................................................83
Figura 6-60: Identificación de errores en el eje Esclavo con MC_READAXISERROR ....................................84
Figura 7-1: Configuración del periodo del mensaje SYNC desde e M340...........................................................86
Figura 7-2: Ejemplo de Sistema de control de movimiento de Siemens. ..............................................................87
Figura 7-3: Maqueta para visualización de control de par......................................................................................87
Figura A-1: Aplicaciones CANOpen.......................................................................................................................89
Figura A-2: Capas CAN en Modelo OSI.................................................................................................................89
Figura A-3: Dispositivo de una red CAN................................................................................................................90
Figura A-4: Ejemplo de contenido de fichero EDS................................................................................................91
Figura A-5: Mensaje CANOpen ..............................................................................................................................91
Figura A-6: Función SYNC......................................................................................................................................92
Figura A-7: Función EMCY.....................................................................................................................................92
Figura A-8:Función TIME........................................................................................................................................92
Figura A-9: Función Heartbeat.................................................................................................................................93
Figura A-10: Intercambio de datos con función SDO ............................................................................................93
Figura A-11:Intercambio de datos con función PDO .............................................................................................94

1
1 INTRODUCCIÓN
os motores son parte indispensable de una inmensa cantidad de aplicaciones industriales: sistemas de
transporte, sistemas robóticos, sistemas de mecanizado (CNC), sistemas de alimentación de materia
prima , sistemas de almacenamiento, etc.
Todos los motores cuentan con un accionamiento que será utilizado, generalmente, para llevar a cabo un control
del eje en posición, velocidad y/o par que les permita cumplir adecuadamente con su función. Un accionamiento
puede ser:
• Neumático: para aplicaciones de bajo costo y precisión.
• Hidráulico: para aplicaciones donde sea necesario ejercer un par elevado manteniendo una precisa
regulación de la velocidad.
• Eléctrico: el más empleado debido a su facilidad para ser controlado y su mayor precisión respecto a
los tipos anteriores.
En el contexto de este proyecto, nos centraremos en los eléctricos. Existen una gran variedad de motores
eléctricos que podríamos agrupar básicamente en:
• Motores de corriente continua (DC): Serie, compound, shunt, sin escobillas…
• Motores de corriente alterna monofásica o trifásica (AC):
o Motores síncronos: Brushless, Lineales, de accionamiento directo...
o Motores asíncronos o de Inducción.
Sin embargo, si se atiende solamente a como consiguen el control de par, velocidad y/o posición existen 3 grupos
principalmente:
Motores controlados mediante variadores de velocidad: los variadores de velocidad o VSD son unos
dispositivos que permiten, como su propio nombre indica, controlar la velocidad de giro
del motor. En general, estos dispositivos trabajan en bucle abierto, aunque pueden aplicarse
lazos cerrados de control si se requiere mayor precisión.
Son ampliamente utilizados en aplicaciones que hacen uso de un motor AC asíncrono. En
dicho caso se conocen como variadores de frecuencia (VFD).
Los variadores de frecuencia con motores AC de inducción consiguen altas potencias a
bajos costos y son especialmente útiles en aquellas aplicaciones de movimiento continuo
donde no es necesario realizar un control del posicionamiento del motor. Por lo tanto, se suelen utilizar
variadores de frecuencia en el control de sistemas donde las cargas son elevadas y variables como en cintas
transportadoras.
Figura 1-1: Lazo de control (abierto) de motor AC controlado con un VFD [1].
L

Introducción
2
2
Motores paso a paso: Los motores paso a paso trabajan convirtiendo una serie de impulsos eléctricos (tren de
pulsos) en desplazamientos angulares discretos. A diferencia de los motores controlados
mediante variadores de velocidad, los motores paso a paso si se orientan a obtener un
control en posición. También es posible conseguir un control en velocidad ya que es
proporcional a la frecuencia del tren de pulsos con el que se alimente el motor.
Por otro lado, en general, el control de los motores paso a paso se realiza en lazo abierto
por lo que no existe ningún tipo de realimentación que nos permita determinar si se alcanza
la referencia antes de lo previsto o ha ocurrido algún error en el proceso. El controlador
alterna la energización de unas bobinas u otras para hacer rotar el eje (Figura 1-2).
Figura 1-2: Lazo de control (abierto) de un motor paso a paso [2].
Servomotores: Los servomotores son motores síncronos que trabajan en bucle cerrado dentro de un sistema
que estará conformado principalmente por: un dispositivo de control externo (opcional,
por ejemplo, un PLC), el controlador electrónico (servo drive), un encoder y el
servomotor. El servo drive es el dispositivo que se encargará del control del motor en
posición, velocidad y/o par atendiendo a la señal del encoder y a lo comandado por el
dispositivo de control externo o, en su defecto, a lo programado internamente.
Figura 1-3: Lazo de control (cerrado) de un servomotor [3].
Controlador
Trenes de pulsos
Controlador externo
Servo drive
Servomotor
Encoder feedback
Alimentación
Encoder

3
Introducción al control remoto de servomotores industriales
Comparando los motores paso a paso con los servomotores se pueden extraer las siguientes conclusiones [4]:
• A igual tamaño, el par otorgado por un motor paso a paso es mayor que el del servomotor a velocidades
bajas. Sin embargo, el par entregado por el motor paso a paso decrece rápidamente conforme aumenta
la velocidad. Por lo tanto, atendiendo a lo anterior, a velocidades bajas será más adecuado un motor
paso a paso y a velocidades altas un servomotor.
• El movimiento de los servomotores es, en general, más suave que el de los motores PaP (excepto
cuando estos cuentan con la opción de usar micro pasos). Los motores PaP también generan un mayor
ruido durante su operación.
• Los motores PaP tienen menor relación par/inercia con lo que no pueden acelerarse igual de rápidos
que los servomotores. Por lo tanto, se utilizarán preferentemente estos últimos en aplicaciones que
necesiten de movimientos muy rápidos con grandes aceleraciones y deceleraciones.
• Los motores PaP no incluyen un lazo de realimentación con lo que la fiabilidad y precisión de su
control es menor al ser vulnerables a errores.
• El lazo de realimentación permite que los servomotores dispongan de algoritmos de control más
sofisticados que mejoren su respuesta. Sin embargo, esto supone al mismo tiempo un incremento en
la complejidad y tiempo de puesta en marcha de los servomotores frente a la facilidad de
instalación y uso de los motores PaP.
• Dado que son sistemas electromecánicos más simples, los motores PaP son más baratos.
La elección de un tipo de motor u otro dependerá fundamentalmente de las características de la aplicación en la
que vayan a implementarse. Los servomotores son ampliamente utilizados en diferentes tipos de industrias
(automotriz, textil, alimenticia, logística, etc.) con diferentes propósitos:
• Máquinas CNC
• Líneas de ensamblaje, embalaje y empaquetado
• Robótica (como los SCARA o cualquier otro brazo manipulador)
• Movimientos de prensado, sujeción o empuje que requieren de un control preciso del par aplicado
En definitiva, estos motores se hacen indispensables en todas aquellas aplicaciones que requieren de rapidez y
alta precisión en posición, velocidad y/o par aplicado.
El crecimiento de ese tipo de aplicaciones ha generado la necesidad de encontrar profesionales capacitados en
el montaje, puesta en marcha y manejo de estos dispositivos electromecánicos. Existe una gran cantidad de
información disponible en libros y manuales de fabricantes. Sin embargo, esta información se encuentra en la
mayoría de las ocasiones, dispersa, resultando en una extensa curva de aprendizaje.
1.1 Objetivos del Proyecto
El objetivo principal de este proyecto es la realización de un estudio general de los servomotores industriales.
Se pretende realizar un recorrido por distintos conocimientos generales de forma que facilite la formación desde
cero desde el punto de vista de control. Para ello, se desarrollan principalmente los siguientes aspectos:
• Conexionado y puesta en marcha
• Manejo (estados, modos de funcionamiento, canales de acceso…)
• Integración en sistemas más completos con un controlador remoto.
El proyecto se desarrolla particularizando los aspectos anteriores para un servomotor comercial concreto del
proveedor Schneider Electric (LXM32M) y para controladores lógicos (PLC) de la misma firma. Con esto se
pretende dar al contenido del documento un enfoque más práctico que puramente teórico.
La utilización de cualquier otro servomotor industrial y/o PLC solo precisará la extrapolación de los conceptos
asimilados para los ejemplos comerciales aquí utilizados.

Introducción
4
4
En línea con el enfoque buscado, tras un primer bloque de introducción teórica, se exponen algunos ejemplos
de implementación práctica de servomotores controlados de forma remota. De esta forma, el lector conocerá los
diferentes pasos esenciales a seguir para la implantación desde cero de este tipo de sistemas de control de
movimiento. A partir de ahí, podrá profundizar y extrapolar lo aprendido a otras aplicaciones y/o equipos
comerciales.
En particular, se hará un mayor énfasis sobre una aplicación orientada al control y manejo de dos servomotores
que cuenten con la funcionalidad de sincronizarse entre sí. Para dicho caso, la implementación práctica se ha
llevado a cabo fuera del papel sobre unos equipos disponibles en el laboratorio de la Escuela Técnica Superior
de Ingeniería de la Universidad de Sevilla. Como resultado se ha obtenido una maqueta de pruebas que puede
ser utilizada con fines académicos, para exponer y ayudar al alumnado a familiarizarse con el funcionamiento y
control de los servomotores así como a aplicar lo aprendido.

5
2 SERVO ACCIONAMIENTO
n este capítulo se realiza, en primer lugar, una descripción del servo accionamiento sobre el que se
particularizan los distintos aspectos del presente proyecto. Se puede encontrar información más detallada
y conceptos más avanzados en el manual de este [5]. Todo lo expuesto en el capítulo podrá ser asemejado
posteriormente de forma sencilla a cualquier otro modelo comercial distinto.
2.1 Descripción física
Un servo accionamiento es un sistema conformado básicamente por un servomotor, un encoder en su interior y
un servo drive. Estos componentes materializan un circuito realimentado para el control de movimiento del eje
acoplado en posición, velocidad y/o par.
Figura 2-1: Esquema de servo accionamiento
Para que dicho control se realice de forma adecuada será necesario, además de una correcta configuración del
servo drive, recibir las instrucciones o consignas de control adecuadas. Estas pueden proceder de distintas
fuentes.
2.1.1 Servomotor
Existen servomotores de corriente continua y de corriente alterna. En el caso de los de corriente continua, cuanto
mayor sea su tensión de alimentación, más velocidad a par constante podrá alcanzar. En corriente alterna no se
presenta dicho problema. Entre los de corriente alterna monofásicos y los trifásicos son los segundos los que
mayores potencias alcanzan. Para el presente proyecto se hace uso del modelo BSH0551T01A2A de Schneider
Electric.
Figura 2-2: Servomotor BSH0551T01A2A. Placa de características
E
HMI
o
Controlador
Instrucciones
Información
Señal eléctrica controlada
Información encoder
Servo drive
Servomotor
+
Encoder

Servo Accionamiento
6
6
Se trata de un servomotor AC que puede alcanzar 9000 rpm. El servomotor viene con un encoder instalado en
el eje que proporciona la información de la posición y velocidad del motor en todo momento. Se trata de un
encoder angular HIPERFACE® Monovuelta SinCos (mezcla entre encoder absoluto e incremental). Este tipo
de encoder utilizan señales senoidales/cosenoidales para alcanzar una alta resolución en la medida (± 0’0222º)
[6].
2.1.2 Servo drive
El servo drive es el amplificador electrónico que se utiliza para alimentar al servomotor y controlarlo en posición,
velocidad y/o par. Realiza este control actuando, en último lugar, sobre la corriente que debe ser inyectada a las
bobinas del motor en cada instante (ver apartado 2.11). Para el presente proyecto se hace uso del modelo
LXM32MU90M2 de Schneider Electric.
Figura 2-3: Servo drive LXM32MU90M2. Placa de características
El servo drive cuenta con un “diccionario” de parámetros cuyo ajuste permite configurar el funcionamiento del
servo accionamiento. El presente capítulo hace referencia a ellos en numerosas ocasiones por lo que se ha
decidido resaltarlos en azul para distinguirlos claramente del resto del texto. Para consultar todos los detalles
de cualquiera de los parámetros (Descripción, longitud en bytes que ocupa, dirección de acceso, rango de valores
permitido y valor ajustado de fabrica) se deberá consultar el apartado 10.2 de [5].

7
2.1.3 Conexionado
A continuación, se muestra un típico de conexionado para un sistema de servo accionamiento con señales de
entrada y salida digitales.
Figura 2-4: Diagrama de conexionado de servo accionamiento con entradas y salidas digitales
El servomotor tiene dos conectores: uno para la conexión del motor y otro para la conexión del encoder
integrado. Para el caso del modelo de servomotor del que se hace uso en el proyecto (Figura 2-2), ambos
conectores son del tipo M23 [7].
El encoder se conecta al servo drive directamente por el puerto CN3 a través de un cable específico con
conectores M23 de 12 polos (Figura 2-5, derecha) - RJ45.
Por su parte, el motor se conecta al servo drive a través de un multicable con conector M23 de 8 polos (Figura
2-5, izquierda) por el extremo del motor y de cables abiertos por el otro extremo. Las fases W, V y U (terminales
1, 3 y 4) del motor van conectadas al puerto CN10 del servo drive mientras que la alimentación del freno de
parada (terminales A (+) y B (-)) se conecta al puerto CN11.
La etapa de potencia se alimenta de la red trifásica a través de un interruptor general de protección por el puerto
CN1. La alimentación del control se toma de una fuente externa DC de 24V, protegida adicionalmente por un
fusible, a través del puerto CN2.
Finalmente, cabe mencionar que se conectan las señales de entrada y salida digital a través del puerto CN6 y la
seta de emergencia encargada de lanzar la función de seguridad STO1
a través del puerto CN2.
1 Safe Torque Off. Función que desconecta el par motor de forma segura a través de 2 entradas redundantes (STO_A y STO_B)
CN2: Los terminales 7-8 pueden
ser usados como toma de 24VDC
así como los terminales 5-6 como
toma de la señal de emergencia
(seta)
Salida Digital
(LED)
Entrada Digital 3
hilos (Sensor
HOME)
Fuente de Alimentación
24V DC
+ -
Figura 2-5: Conectores M23 del lado del servomotor

Servo Accionamiento
8
8
2.2 Estados de funcionamiento
Tras la conexión, el servo drive va pasando por una serie de estados operativos o de funcionamiento. En cada
uno de ellos, el estado de la etapa de potencia y del modo de funcionamiento seleccionado podrá ser diferente.
Por lo tanto, los estados de funcionamiento permiten al operador o al controlador que supervise la operación,
conocer esa información para tomar acciones cuando sea necesario.
En el caso del servo drive LXM32M, se distinguen los siguientes estados de funcionamiento:
1. Start → se inicializa la electrónica.
2. Not Ready To Switch On → la etapa de potencia no está lista para la conexión.
3. Switch On Disabled → no se puede activar la etapa de potencia.
4. Ready To Switch On → la etapa de potencia esta lista para la conexión.
5. Switched On → se conecta la etapa de potencia.
6. Operation Enabled → la etapa de potencia esta activada. El modo de funcionamiento ajustado está
activo.
7. Quick Stop Active → “Quick Stop” ejecutándose.
8. Fault Reaction Active → se ejecuta la reacción de error (ver apartado 2.2.1).
9. Fault → reacción de error finalizada. Etapa de potencia desactivada.
Las relaciones entre los estados de funcionamiento y las transiciones que llevan de unos a otros se ilustran en el
siguiente diagrama de estado:
Figura 2-6: Diagrama de estados de funcionamiento [5].
Para el cambio de un estado de funcionamiento a otro (Tx2
) basta con que se cumpla una de las condiciones
establecidas:
• Ejecución de comandos determinados mediante el control por bus de campo. Todas las transiciones
poseen uno, excepto T0, T1, T13 y T14. Los comandos se ejecutan a través del parámetro
DCOMcontrol. La ejecución de un comando u otro dependerá del valor del parámetro bit a bit según
lo mostrado en la Tabla 2-1. La “X” indica que el valor de dicho bit es indiferente para la transición.
2 Con X → [1,16]

9
Comando Transiciones
Bit 7
Fault Reset
Bit 3
Enable
Operation
Bit 2
Quick Stop
Bit 1
Enable
Voltage
Bit 0
Switch On
Shutdown T2, T6, T8 0 X 1 1 0
Switch
On
T3 0 0 1 1 1
Disable
Voltage
T7, T9, T10, T12 0 X X 0 X
Quick
Stop
T7, T10, T11 0 X 0 1 X
Disable
Operation
T5 0 0 1 1 1
Enable
Operation
T4, T16 0 1 1 1 1
Fault
Reset
T15, T16 0→1 X X X X
Tabla 2-1: Combinaciones de bits del parámetro DCOMcontrol para transiciones entre estados de
funcionamiento.
Además, cabe mencionar que en el modo de control por bus de campo (ver apartado 2.3) puede utilizarse
el parámetro _DCOMstatus para obtener información acerca del estado operativo.
Es importante destacar que, tal como ocurre con DCOMcontrol, para algunos parámetros del servo nos
interesa modificar el valor de cada uno de sus bits por separado. Sin embargo, se almacenarán como
enteros con lo que será necesario realizar la conversión binario-decimal para configurarlos y decimal-
binario para monitorizarlos.
• Eventos de validación (por ejemplo, para T0: “Sistema electrónico del equipo inicializado con éxito”).
Todas las transiciones presentan uno, excepto T5, T6, T8.
• Por último, cuando el servo drive está en funcionamiento (estado 6, “Operation enabled”), es posible
interrumpir el movimiento con una parada (deceleración) a través de un Halt. Puede activarse haciendo
uso de una señal de entrada digital (ver apartado 2.3) o a través del bus de campo activando el bit 8 del
parámetro DCOMcontrol.
2.2.1 Errores de funcionamiento
Los errores de funcionamiento que pueden darse (por ejemplo, error de temperatura de funcionamiento) se
clasifican en 4 clases de error cada una de ellas caracterizadas por la reacción que el servo drive experimenta.
• Clase 1 → el movimiento se cancela con un “Quick Stop3
”.
• Clase 2 → el movimiento se cancela con un “Quick Stop”, se acciona el freno de parada4
y se desactiva
la etapa de potencia.
• Clase 3 → la etapa de potencia se desactiva inmediatamente sin parar previamente el motor.
• Clase 4 → la etapa de potencia se desactiva inmediatamente sin parar previamente el motor. Además,
el error solo puede resolverse desconectando el servo drive de su fuente de alimentación.
Cuando se produce un error, el servo drive cancelará el movimiento en curso y ejecutará la reacción que
corresponda según la clase de error que se haya producido. Tras finalizar la reacción, se debe reiniciar el mensaje
de error (T15, T16) a través del bus de campo (“Fault Reset”, Tabla 2-1) o a través de una entrada digital.
3 “Quick Stop” hace referencia a una parada del motor mediante una rampa de decremento de velocidad o par.
4 El freno de parada del motor tiene la función de mantener la posición del motor con la etapa de potencia desactivada incluso aunque se
ejerzan fuerzas externas.

Servo Accionamiento
10
10
2.3 Canales de acceso y modos de control
El LXM32M dispone de 4 canales de acceso distinto a través de los cuales puede ser controlado/configurado.
Estos canales son:
• HMI integrada: brinda la oportunidad de configurar los distintos parámetros, iniciar el modo de
funcionamiento manual (apartado 2.5), realizar un diagnóstico básico (consultar valores de ciertos
parámetros o códigos de error) y realizar un Auto ajuste del regulador (apartado 2.11.2)
Figura 2-7: HMI Integrada del LXM32M.
• Software de puesta en marcha: Ver Capítulo 1.
• Señales de entrada digitales: el servo accionamiento permite configurar distintas funciones para cada
una de las entradas digitales. Algunas de ellas son:
o LIMP, LIMN y REF: Señales de final de carrera e interruptor de referencia.
o Enable: Activar el modo de funcionamiento configurado.
o Fault Reset: reiniciar mensaje de error.
o Halt: Interrupción de movimiento con parada.
o Operating Mode Switch: Alternar entre dos modos de funcionamento preestablecidos.
La configuración de las funciones de entrada de señal para cada una de las entradas se realiza a través
de los parámetros IOfunct_DIX donde X es el número de la entrada.
• Señales de entrada analógica: permiten la configuración de ciertos parámetros dentro de algunos de
los modos de funcionamiento disponibles como el Electronic Gear.
• Bus de campo: permite configurar los distintos parámetros, cambiar entre estados de funcionamiento,
activar los distintos modos de operación, realizar un diagnóstico y ajustar el regulador.
A través de los parámetros HMILocked y AcessLocked se puede bloquear el acceso a través de la HMI
integrada y otorgar acceso exclusivo a través del bus de campo respectivamente. En cualquier caso, las funciones
de entrada de señal Halt, LIMP, LIMN, REF y Fault Reset tendrán acceso siempre.
Cabe mencionar que, al igual que existen funciones de entrada de señal, el servo drive permite configurar una
serie de funciones de salida de señal que permiten monitorizar la operación del motor (estado activo, seguimiento
de la posición, seguimiento de la velocidad, etc.). Su configuración se realiza a través de los parámetros
IOfunct_DQX donde X es el número de la salida.
Por otro lado, existen dos modos de control:
• Modo de control local: Los cambios entre los distintos modos de funcionamiento (apartado 2.4) se
realizan a través de las entradas de señales digitales. La configuración de los parámetros necesarios se
realizará, típicamente, a través de la HMI integrada o a través del Software de puesta en marcha.
• Modo de control bus de campo: Los cambios entre los distintos estados de funcionamiento (apartado
2.2) y modos de funcionamiento (apartado 2.4) y la configuración de los distintos parámetros, se
realizan a través de un bus de campo desde controlador electrónico remoto. En cualquier caso, las
entradas físicas pueden seguir siendo utilizadas (si no se bloquean con AcessLocked)
Leds de estado
HMI
Tecla retroceso
Rueda de navegación

11
2.4 Modos de funcionamiento
El servo drive posee 8 modos de funcionamiento distintos:
• JOG
• Electronic Gear
• Profile Torque
• Profile Velocity
• Profile Position
• Interpolated Position
• Homing
• Motion Sequence
La inicialización y cambio entre estos modos de funcionamiento u operación se puede llevar a cabo a través del
bus de campo mediante el parámetro DCOMopmode y algunos bits del parámetro DCOMcontrol (pág. 59, [8]).
Llegados a este punto, es interesante mencionar que el servo drive procesa la información de posición y
velocidad del servomotor con la información que le llega del encoder.
• La posición, se traduce a unas unidades de usuario usr_p mediante un factor de escala que se define
mediante los parámetros ScalePOSnum y ScalePOSdenom.
𝑆𝑐𝑎𝑙𝑒𝑃𝑂𝑆𝑛𝑢𝑚
𝑆𝑐𝑎𝑙𝑒𝑃𝑂𝑆𝑑𝑒𝑛𝑜𝑚
=
𝑅𝑒𝑣𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟
𝑈𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜 (𝑢𝑠𝑟𝑝)
• En el caso de la velocidad, las unidades de usuario usr_v son por defecto iguales a las rpm del motor,
aunque esto puede cambiarse con ScaleVELnum y ScaleVELdenom.
2.5 Modo JOG
2.5.1 Descripción
El modo de funcionamiento JOG es el más básico de todos. Consiste en un manejo manual del servomotor en
el que se pueden establecer las siguientes condiciones de movimiento:
• Dirección
• Velocidad (rápida o lenta, ambas parametrizables)
• Modo de accionamiento (continuo o paso a paso)
En el modo continuo, mientras la señal de dirección esté activada, el servomotor se mantendrá en movimiento
en la dirección establecida por dicha señal (Figura 2-8).
Figura 2-8: Ejemplo movimiento continuo [5]
Dirección +
Dirección -
Lento/Rápido
Velocidad

Servo Accionamiento
12
12
1. Movimiento lento en dirección positiva
2. Movimiento lento en dirección negativa
3. Movimiento rápido en dirección positiva
En el modo paso a paso, si la señal de dirección se activa brevemente, el servomotor efectuará un movimiento
de x pasos. Si la señal se mantiene activada tras ese movimiento, después de una breve pausa, el servomotor
iniciará un movimiento continuo en la dirección establecida hasta que la señal de dirección conmute de nuevo
(Figura 2-9).
Figura 2-9: Ejemplo movimiento paso a paso [5]
1. Movimiento de x pasos tras una activación breve de la señal de dirección.
2. Tras eso, el motor se detiene a la espera de otra activación.
3. Se activa de nuevo la señal de dirección (mediante JOGactivate) con lo que:
3.1. Se realiza un movimiento de x pasos (JOGstep)
3.2. Como la señal sigue activada, el motor detiene el movimiento un tiempo establecido (JOGtime)
3.3. Se inicia el modo de movimiento continuo hasta que se desactiva la señal de dirección.
2.5.2 Configuración de parámetros
En este apartado se pretende dar una idea básica sobre las opciones de configuración disponibles en este modo
de funcionamiento. A través del modo de control bus de campo están disponibles los siguientes parámetros
(Figura 2-10):
• JOGactivate: señal activación del movimiento que configura la dirección (positiva o negativa) y la
velocidad (rápida o lenta).
• JOGv_slow | JOGv_fast: configuran los valores numéricos de las velocidades “lenta” y “rápida”
respectivamente.
• JOGmethod: selecciona el modo de accionamiento deseado.
• JOGstep: el número x de pasos (en unidades de usuario) efectuados en el modo paso a paso.
• JOGtime: tiempo de espera tras movimiento paso a paso para comenzar movimiento continuo en el
modo paso a paso.
• RAMP_v_acc, RAMP_v_dec y RAMP_v_max: para configurar el perfil de velocidad en el
movimiento.
Para consultar todos los detalles de cualquiera de los parámetros (descripción, longitud en bytes que ocupa,
dirección de acceso, rango de valores permitido y valor ajustado de fabrica) se deberá consultar el apartado 10.2
de [5]
Dirección +
Lento/Rápido
Velocidad

13
Figura 2-10: Parámetros modo JOG [5]
2.6 Modo Electronic Gear
2.6.1 Descripción
En este modo de funcionamiento, el servomotor actúa como un motor paso a paso manejado por dos señales
rápidas externas (trenes de pulsos). Estas señales rápidas (conectadas al puerto PTI del servo drive) pueden ser
de distinto tipo5
, pero en esencia, cada pulso marcará un movimiento de x pasos en una dirección de movimiento
determinada.
Cada pulso de las señales externas se traducirá en un número de incrementos del motor mediante una relación
de transmisión configurable.
𝑅𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖ó𝑛 (𝐺𝑒𝑎𝑟 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟) =
𝐼𝑛𝑐𝑟𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟
𝐼𝑛𝑐𝑟𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑒ñ𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
El movimiento se puede llevar a cabo con sincronización de posición o de velocidad con respecto a las señales
externas.
En el modo de sincronización de posición estará disponible, adicionalmente, un movimiento de offset: Cuando
se dé la señal de activación oportuna (independiente de las señales externas), se iniciará un movimiento único
con una cantidad parametrizable de incrementos.
Si las señales rápidas provienen del encoder de otro servomotor este modo de funcionamiento actúa, como su
nombre indica, como un “engranaje electrónico” que relaciona directamente el movimiento de un servomotor
con el movimiento del otro (sincronismo).
de funcionamiento. A través del modo de control bus de campo están disponibles los siguientes parámetros
(Figura 2-11):
• GEARselect, GEARratio, GEARnum, GEARdenom, GEARnum2, GEARdenom2: permiten
configurar la relación de transmisión.
• GEARreference y GEARposChgMode: configuran el modo de sincronización (posición o velocidad).
5 Las señales pueden ser A/B (cuatro estados), P/D (pulsos/dirección), CW/CCW (dir +/dir -).

Servo Accionamiento
14
14
• OFS_xxxx: parámetros que sirven para configurar los movimientos de offset disponibles en el modo
de sincronización de posición.
• GEARpos_v_max: limitación de velocidad en el modo de sincronización de posición.
• GEARdir_enabl: limitación de dirección de movimiento única.
• RAMP_v_xxxx: parámetrosque sirven para configurar el perfil de velocidad (aceleración/deceleración)
en el modo de sincronización de velocidad.
dirección de acceso, rango de valores permitido y valor ajustado de fabrica) se deberá consultar el apartado 10.2
de [5]
Figura 2-11: Parámetros modo Electronic Gear [1]

15
2.7 Modo Profile Torque, Velocity, Position
2.7.1 Descripción
En estos modos de funcionamiento se ejecuta un movimiento con un par, una velocidad o una posición de
referencia determinada.
En el modo Profile Position cabe diferenciar 2 métodos diferentes:
• Movimiento relativo: La posición de destino establecida está referenciada a la posición en la que se
encuentre en ese momento el motor.
• Movimiento absoluto: La posición de destino establecida está referenciada al punto cero, el cual debe
estar previamente establecido por el modo Homing (apartado 2.9).
Figura 2-12: Diferencia entre mov. relativo (discontinua) y mov. absoluto (continua) ante una referencia de 40.
En el modo Profile Torque y Profile Velocity, el par o velocidad de consigna se puede establecer a través de
las señales analógicas disponibles en el servo drive o a través de un parámetro interno.
En este apartado se pretende dar una idea básica sobre las opciones de configuración disponibles en estos modos
de funcionamiento A través del modo de control bus de campo están disponibles los siguientes parámetros
(Figura 2-13, Figura 2-14 y Figura 2-15):
Figura 2-13: Parámetros modo Profile Position [1]
• PPp_target y PPv_target: valores de posición de destino y velocidad de movimiento.
• PPoption: permite elegir entre movimiento relativo y absoluto.
• RAMP_v_xxx: permiten configurar el perfil rampa de velocidad para el movimiento.
0 (REF)
30
40 70

Servo Accionamiento
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16
Figura 2-14: Parámetros modo Profile Torque [5]
• IOM1_AI1X_xxxx: permiten la configuración de las señales analógicas de entrada y su traducción al
valor de consigna.
• PTtq_target: valor consignado de par (par objetivo).
• PTtq_reference: escoge la fuente de la consigna de par.
• RAMP_tq_xxx: permiten configurar un perfil rampa de par para el movimiento (se alcanza el par
destino progresivamente).
dirección de acesso, rango de valores permitido y valor ajustado de fabrica) se deberá consultar el apartado 10.2
de [5]

17
Figura 2-15: Parámetros modo Profile Velocity [1]
• IOM1_AI1X_xxxx: permiten la configuración de las señales analógicas de entrada y su traducción al
valor de consigna.
• PVv_target: valor consignado de velocidad (velocidad objetivo).
• PVv_reference: escoge la fuente de consigna de velocidad.
• RAMP_v_xxxx: permiten configurar un perfil rampa de velocidad para el movimiento (se alcanza la
velocidad destino progresivamente).
de [5]

Servo Accionamiento
18
18
2.8 Modo Interpolated position
2.8.1 Descripción
En este modo de funcionamiento, el servo drive recibe a través del bus de campo una serie de posiciones de
referencia que debe alcanzar cíclicamente. El protocolo de comunicaciones empleado debe ser CANOpen
(Anexo A). De forma esquemática, el funcionamiento completo sería el siguiente:
1. El servo drive recibe, a través del bus (con un PDO) una posición de referencia a alcanzar ((1) en Figura
2-16).
2. La señal de cíclica de sincronismo del bus (SYNC, mandada por un controlador remoto) marcará el
instante de inicio del movimiento hacia la posición de referencia recibida anteriormente.
3. El servo drive ajustará el movimiento (realizando una interpolación fina con un paso de 250 µs) para
que se alcance dicha posición de referencia en un ciclo de la señal de sincronismo (2)
4. Mientras ocurre este movimiento, el servo drive podrá recibir otra posición de referencia hacia la cual
se iniciará un movimiento en el próximo ciclo de la señal de sincronismo (una vez alcanza la posición
de referencia recibida antes que esta última) (3).
Figura 2-16: Ejemplo funcionamiento Modo Interpolated Position
Dado que el ciclo de la señal de sincronismo puede oscilar entre 1 y 20 ms, si la diferencia entre la posición real
del motor y la posición referenciada es muy grande, el servo drive indicará error de seguimiento.
Este modo de funcionamiento puede utilizarse para coordinar/sincronizar varios ejes. Basta con activarlo
simultáneamente en todos ellos (a través de un controlador remoto). De esta forma, todos los ejes generarán la
trayectoria que les toca al mismo tiempo para resultar así en el movimiento coordinado deseado. Sin embargo,
en este modo no hay una relación Maestro/Esclavo estricta entre los ejes (no hay un eje cuya posición real
dependa de la posición de otro eje).
de funcionamiento. A través del modo de control bus de campo (CAN) están disponibles los siguientes
parámetros:
• SyncMechStart: debe establecerse a “2” para activar el mecanismo de sincronismo CANOpen
necesario para este modo.
• SyncMechTol: establece la tolerancia de sincronización (la sincronización del movimiento con la
señal SYNC no tiene que ser exacta)
Posiciones dato
Posiciones
interpoladas

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• IP_IntTimPerVal y IP_IntTimInd: establecen la duración del ciclo de la señal de sincronismo
(entre 1 y 20 ms). Deberá tenerse en cuenta la velocidad y carga de transmisión del bus. La misma
duración debe estar configurada en el controlador externo que se utilice.
• IPp_Target: parámetro por el que se van recibiendo las posiciones de referencia objetivo.
de [5]
2.9 Modo Homing
2.9.1 Descripción
Con este modo de funcionamiento se establece, mediante un movimiento de referencia (Home), el “punto cero”.
El “punto cero” relaciona una posición mecánica del motor con la posición numérica “0” del mismo y sirve de
punto de partida para la localización de las distintas posiciones absolutas del motor.
Existen 4 métodos distintos para la realización del movimiento de referencia:
• Final de carrera
En este método se realiza un movimiento desde la posición real actual, en dirección positiva o negativa,
hasta llegar a uno de los finales de carrera establecidos (paso 1, Figura 2-17). Al activarse el final de carrera,
el motor se detiene y se produce un movimiento de retorno en la dirección contraria hasta que el mismo
final de carrera se desactive (paso 2). Desde ese punto, el motor se mueve una determinada distancia
parametrizable o hasta el siguiente pulso índice6
(paso 3). Ese último punto alcanzado es el “punto cero”.
Figura 2-17: Ejemplo con finales de carrera [5]
• Interruptor de referencia
En este método se realiza un movimiento desde la posición real actual hasta el interruptor de referencia
establecido (paso 1, Figura 2-18). Al activarse dicho interruptor, el motor se detiene y se produce un
segundo movimiento hasta uno de los puntos de conmutación del interruptor (paso 2). Desde ese punto,
el motor se mueve una determinada distancia parametrizable o hasta el siguiente pulso índice (paso 3).
Ese último punto alcanzado es el “punto cero”.
6 El pulso índice es un pulso determinado y único del encoder. (p.e establecido para que algo instalado sobre el motor este en una orientación
deseada)
FDC negativo FDC positivo

Servo Accionamiento
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20
Figura 2-18 Ejemplo con interruptor de referencia [5]
En el caso del interruptor de referencia, al no tratarse de un límite mecánico de movimiento en ninguna
dirección (p.ej el final de carrera negativo indica que el motor no puede moverse en dirección negativa
más allá), se generan 4 variantes de movimiento de referencia (A, B, C y D)
• Pulso Índice
En este método, se realiza un movimiento desde la posición real hasta el siguiente pulso índice que se
convertirá en el “punto cero”.
Figura 2-19: Movimientos de referencia al pulso índice [5]
Interruptor de referencia
En dirección negativa En dirección positiva

21
• Establecimiento de medida
Con el establecimiento de medida, la posición real actual se convierte en una posición real determinada
de forma que quede establecida la posición real del “punto cero” en base a ello.
Figura 2-20:Ejemplo de establecimiento de medida [5]
En el ejemplo de la Figura 2-20, en el paso (2) se realiza un establecimiento de medida de forma que la
posición del motor en ese instante (2000) se convierte en el nuevo “punto cero”.
Es importante destacar que para poder llevar a cabo un establecimiento de medida el servomotor debe
estar completamente detenido. El establecimiento de medida puede combinarse con cualquiera de los
otros tres métodos anteriores.
Sea cual sea el método empleado, el movimiento de referencia debe completarse sin ser interrumpido de ninguna
manera para el correcto establecimiento del “punto cero”.
de funcionamiento. A través del modo de control bus de campo están disponibles los siguientes parámetros:
Figura 2-21: Parámetros modo Homing [5]
• HMmethod, HMprefmethod: método de referenciado. Contempla las diferentes variantes expuestas
en el apartado anterior.
• HMdis: distancia al punto de conmutación para el paso 3 del movimiento de referenciado en los casos
de final de carrera e interruptor de referencia.
• HMp_home: valor de posición real otorgado a la posición mecánica final alcanzada con el movimiento
de referencia seleccionado (establecimiento de medida).
• HMoutdis: distancia máxima que se recorrerá para buscar el punto de conmutación antes de generar
un error.
• HMsrchdis: distancia máxima que se recorrerá tras sobrepasar el interruptor antes de generar un error.
, HMoutdis
HMsrchdis,

Servo Accionamiento
22
22
• HMv y HMv_out: ajuste de velocidades para el movimiento de búsqueda (paso 1) y para el movimiento
de retorno (paso 2) respectivamente.
• RAMP_v_xxxx: permiten configurar un perfil rampa de velocidad para el movimiento de referencia
seleccionado.
• HMp_setP: posición real otorgada a la posición mecánica real del motor en el momento del
establecimiento de medida (solo para dicho modo).
Para consultar todos los detalles de cualquiera de los parámetros (sescripción, longitud en bytes que ocupa,
de [5]
2.10 Modo Motion Sequence
2.10.1 Descripción
El modo Motion Sequence realiza movimientos basados en unos registros de datos parametrizables. Estos
registros de datos contienen información sobre el tipo de movimiento y sobre valores consignados de par,
velocidad y/o posición.
Existen 6 tipos de registros de datos:
• Movimiento a una posición consignada (movimiento relativo o absoluto).
• Movimiento con una velocidad consignada.
• Homing.
• Repetición de otros registros de datos (para generar secuencias).
• Movimiento Electronic Gear.
• Modificar valor de parámetro.
Para cada tipo existirán un total de hasta cuatro posibles ajustes (aceleración, velocidad, posición destino, tipo
de movimiento…)
Los movimientos configurados en estos registros de datos pueden sucederse entre ellos (formando una
secuencia) de diferentes formas: cancelando el que se esté ejecutando e iniciando el siguiente, el siguiente se
ejecuta tras finalizar el movimiento actual, adaptando la velocidad del movimiento actual a la velocidad del
siguiente...
Para lo anterior, se establecen unas condiciones de transición determinadas que den paso de unos movimientos
a otros: esperar un cierto tiempo, recibir el flanco de una señal…
Los registros de datos pueden configurarse de forma fácil e intuitiva con el software de puesta en marcha (ver
capítulo 1) o bien desde un controlador remoto a través de un bus de campo.
Para ilustrar mejor la funcionalidad de este modo se aconseja consultar el ejemplo práctico expuesto en [9].
Figura 2-22: Ejemplo de registro de datos

23
de funcionamiento. A través del modo de control bus de campo están disponibles los siguientes parámetros:
Figura 2-23: Parámetros modo Motion Sequence
• MSM_datasetnum: selección del registro de datos deseado para leer o escribir.
• MSM_ds_xxxx: permiten la edición de los diferentes campos de los registros de datos (MSM_ds_setA,
MSM_ds_transiti, MSM_ds_trancon1, etc.)
• MSM_start_ds: Selección del registro de datos con el que se iniciará el movimiento.
• DCOMcontrol: algunos de sus bits se emplean para configurar la ejecución del modo de
funcionamiento. El resto, como ya se mencionó anteriormente (apartado 2.2), son empleados para
controlar el estado de funcionamiento del servo drive.
• _MSM_xxx: permiten obtener información acerca de errores y registros de datos utilizados durante el
movimiento.
Bit Valor
4
0→1: Inicio del registro
seleccionado
5
0: Ejecución de un solo registro
1: Ejecución de secuencia de
registros
6
1: Usar el registro seleccionado en
MSM_start_ds
Tabla 2-2: Bits de DCOMcontrol usados para el modo Motion Sequence (Pag 70 en [8])
de [5]
Editar registros:
MSM_datasetnum
MSM_ds_xxx
Iniciar Motion
Sequence:
MSM_start_ds
DCOMcontrol
Supervisión:
_MSM_xxx

Servo Accionamiento
24
24
2.11 Regulador de control
2.11.1 Estructura del regulador
El servo accionamiento incluye una estructura de regulación en cascada con 3 controladores que se ajustan en
el siguiente orden:
1. Controlador de corriente: de tipo Proporcional-Integral
2. Controlador de velocidad: de tipo Proporcional-Integral
3. Controlador de posición: de tipo Proporcional
La ejecución de los controladores se realiza en sentido inverso al de ajuste tal como se muestra en la Figura 2-24.
Para un adecuado control de posición será necesario un buen ajuste del control de velocidad.
Figura 2-24: Estructura global del regulador
Cuando se establece en el motor un control en velocidad, el control en posición permanece desconectado. En el
caso de establecer en el motor un control en par (corriente), el control en velocidad y posición permanecen
desconectados. Por lo tanto, el servo drive realiza todo el control en posición, velocidad y par mediante el ajuste
de la corriente que es inyectada a las bobinas del servomotor en todo momento.
2.11.2 Parámetros y métodos de ajuste.
El controlador de corriente se ajusta automáticamente utilizando los datos del motor conectado al servo drive.
Los controladores de velocidad (n) y posición (p) tienen principalmente 2 parámetros de control: Constante
proporcional (CTRLx_KPn, CTRLx_KPp) y constante integral (CTRLx_TNn). Existen adicionalmente, otros
parámetros para un ajuste avanzado de los controladores (CTRLx_xxx).
El ajuste de los controladores de velocidad y posición puede ser realizado de 3 formas distintas:
• Automáticamente: realizado completamente por el servo drive.
• Semiautomáticamente: realizado por el servo drive con ayuda del usuario el cual define una serie de
parámetros (movimientos, mecánica…). Los parámetros asociados a este método de ajuste son los que
comienzan de la forma AT_xxx (Figura 2-25).
• Manual: realizado completamente por el usuario. En los apartados 6.6.2 – 6.6.5 de [5] puede
consultarse un procedimiento detallado para el ajuste manual de todos los parámetros.
Corriente del motor
Velocidad actual
Posición actual
Encoder

25
Figura 2-25: Configuración ajuste semiautomático en SoMove (Capítulo 1)
Es obligatorio realizar un ajuste del regulador la primera vez que se conecta el servo accionamiento o después
de un reseteo de fábrica.
Independientemente del método de ajuste que se vaya a emplear, se recomienda llevarlo a cabo mediante el
software de puesta en marcha.
Por último, también se recomienda al lector consultar [10] para una descripción más detallada sobre el ajuste del
regulador.
Tipo de mecánica.
Dirección de movimiento
durante el ajuste
Rango de movimiento
del ajuste
Escalón de velocidad usado
Tolerancia de error en el ajuste
Tiempo entre pasos

27
3 ALTERNATIVAS DE CONTROL
omo ya se mencionaba en el apartado 2.3, los servomotores pueden ser programados y controlados
localmente (a través de su propio servo drive). Sin embargo, en muchas ocasiones resulta necesario su
integración en un sistema con otros sensores/actuadores resultando más interesante controlarlos de
forma remota.
En particular, en numerosas aplicaciones industriales, se precisa que los servomotores sean capaces de trabajar
de forma sincronizada entre ellos (o con otro tipo de motores) para realizar alguna tarea en concreto como:
• Alimentador de piezas
• Corte al vuelo (Figura 3-3)
• Selladoras
• Empacadoras
• Robots de posicionamiento (p. ej cartesianos)
• Embotellamiento de líquidos
• Máquinas CNC
Como controlador remoto se presentan aquí dos grandes alternativas:
• PLC
• Motion Controller
La elección de uno u otro dependerá de las necesidades de la aplicación, siendo necesario comprobar que el
modelo escogido es capaz de cubrirlas con las funciones de control de movimiento que ofrece.
Por último, cabe mencionar que existen otros controladores electrónicos específicos que se encargan de controlar
los servomotores que emplean las máquinas a las que están asociadas (p.ej para manipuladores robóticos o
máquinas CNC).
3.1 Control remoto mediante Controlador de Movimiento
Un controlador de Movimiento o Motion Controller es un controlador especialmente diseñado para la
coordinación, sincronización y creación de funciones de movimiento de varios ejes (servomotores). Además de
conseguir tiempos de respuesta menores a los que conseguiríamos con un PLC, un Motion Controller posee un
mayor abanico de posibilidades para el control de varios ejes. En particular, incluye la posibilidad de
implementar perfiles CAM para la sincronización del movimiento de 2 o más ejes (Electronic Camming).
3.1.1 Perfiles CAM
Los perfiles CAM establecen una relación entre el movimiento de un eje o motor denominado Maestro y el
movimiento de otro eje o servomotor denominado Esclavo o Seguidor. Dicho con otras palabras, un perfil CAM
es el equivalente electrónico de una leva mecánica (Figura 3-1).
C

Alternativas de control
28
28
Figura 3-1: Ejemplo de leva mecánica7
.
Por un lado, se tiene un servomotor Maestro describiendo un movimiento determinado. Al mismo tiempo, cada
posición del Maestro se traduce en una posición determinada del Esclavo. Por lo tanto, la velocidad de
movimiento del Maestro determinará la velocidad del Esclavo.
Figura 3-2: Perfil CAM de la leva de la Figura 3-1 considerando R=60cm.
Los softwares utilizados para la programación de los Motion Controllers (EcoStruxure Machine Expert para los
controladores de Schneider Electric) incluyen la opción de diseñar estos perfiles CAM definiendo una serie de
parámetros para cada uno de los puntos claves del perfil:
Variable Descripción
Posición del
Maestro
Eje X del Perfil
Posición del Esclavo Eje Y del Perfil
Pendiente
Tangente al perfil dibujado X-Y. Representa la relación de la velocidad del Maestro
con la velocidad del Esclavo
Interpolación
Interpolación utilizada entre los puntos X-Y definidos del perfil. El más típico es el
polinómico de 5º grado
Tabla 3-1: Parámetros principales de un Perfil CAM.
7 https://sites.google.com/site/mecanismos1oima03sap2/elementos-de-maquinas/leva (08/07/2021).
La leva representa el eje Maestro mientras que el Seguidor representa el eje Esclavo. El giro de la leva (grados) se traduce en un desplazamiento
lineal del seguidor (cm).

29
Definido el perfil CAM, existirán distintas funciones (a nivel de programación del controlador de movimiento)
para su implementación. Muchas de las aplicaciones industriales que requieren de servomotores sincronizados
como embotelladoras, alimentadores de piezas o cortes al vuelo basan su funcionamiento en perfiles CAM.
Figura 3-3: Corte al Vuelo. El motor de la cinta actúa de Maestro y el del eje de la cuchilla de Esclavo. Para
conseguir un corte recto, el avance de la cuchilla debe depender en todo momento del avance de la cinta8
.
3.1.2 Ejemplo Comercial
Existe una gran variedad de soluciones en el mercado. Siguiendo la línea del mismo proveedor del servo
accionamiento escogido en el capítulo 2, se nombra aquí el controlador M262 (Figura 3-4) capaz de sincronizar
entre 4 y 16 ejes a la vez (según el modelo concreto).
Para la programación de los controladores de movimiento de Schneider es necesario la utilización del software
EcoStruxure Machine Expert (SoMachine). El software incluye una librería para el control de movimiento
(apartado 3.3) con diferentes funciones como la de implementar un perfil CAM (Figura 3-4).
Figura 3-4: M262 Motion Controller (izquierda). Función para generación de perfiles CAM (derecha)9
3.2 Control remoto mediante PLC
También es posible el control de servomotores de forma remota haciendo uso de controladores lógicos
programables (PLC). Estos controladores son más económicos que los controladores de movimiento. Sin
embargo, sus prestaciones en tiempo de respuesta y en versatilidad son menores. Por ejemplo, con un PLC no
podremos sincronizar de forma efectiva 2 o más ejes haciendo uso de un perfil CAM. En cualquier caso, si la
aplicación a la que se destinan no es muy compleja puede cubrirse perfectamente con un PLC.
8 https://www.automatizacion-industrial.es/images/2018/05/30/cortadora-al-vuelo.png [última consulta: Julio 2021]
9 MC_CamIn (schneider-electric.com)

Alternativas de control
30
30
Para la programación de estos controladores de Schneider se hace uso de uno de sus softwares específicos:
EcoStruxure Control Expert (Unity Pro) o EcoStruxure Motion Expert (SoMachine) dependiendo de la gama de
PLC con la que se trabaje.
En cualquier caso, no hay que olvidar que cualquier PLC podría ser utilizado para el control remoto del servo
drive. Sin embargo, si se utiliza un autómata del mismo fabricante, la puesta en marcha, manejo y supervisión
del servomotor se convierte en una tarea más sencilla ya que, el fabricante pone a nuestra disposición
herramientas útiles para ello (software, librería de funciones de alto nivel, etc.)
Figura 3-5: PLC M340 (izquierda). Ejemplo de función (LD) de la Liberia Motion control para el ajuste del
Modo Home (derecha).
En el capítulo 1, se verá un ejemplo de sincronización básica entre dos servomotores que es posible realizar con
un PLC M340 sirviéndose de Unity Pro. En el capítulo 1, se realiza una descripción básica del conexionado,
configuración y programación necesaria para el control en remoto de un LXM32M haciendo uso de un M238
que, a diferencia del M340, trabaja sobre SOMachine.
Figura 3-6: PLC M238 (izquierda). Ejemplo de función de la Librería Motion control para el ajuste del Modo
Home (derecha)
3.3 Librería Motion Control
Ambos softwares presentados (Unity Pro y SoMachine) incluyen una librería de Motion Control [11] [12] que
permite manejar fácilmente los servo accionamientos que se conecten al controlador mediante bus de campo
(CANopen, Ethernet/IP o Modbus/TCP). Con las funciones de la librería, se pueden configurar los modos de
funcionamiento disponibles (que dependen del modelo de servo drive) sin tener que acudir a la configuración
individual de parámetros (aunque esto también es posible). También dispone de funciones de monitorización.
Las funciones que podrán ser utilizadas de esta librería dependerán de los modelos de servo drive y controlador
utilizados en cada caso. Por ejemplo, la función MC_CamIn (Figura 3-4) no está disponible para la familia
Lexium.
Casi todas las funciones de esta librería comienzan con el prefijo MC_. Estas funciones cumplen la
especificación PLCopen10
y con el estándar IEC 61131-3 de forma que, aunque aquí se han presentado para el
fabricante Schneider, otros fabricantes (p.ej Siemens) contarán con estas funciones para la programación de
aplicaciones de control de movimiento.
En cualquier caso, todas las funciones de la librería (Schneider) estarán destacadas en rojo en este documento
para distinguirlas del resto del texto.
10 https://www.plcopen.org/technical-activities/motion-control [último acceso: Agosto 2021]

31
4 SOFTWARE PARA LA PUESTA EN MARCHA
n este capítulo nos centraremos en realizar una descripción general del software de
puesta en marcha que Schneider Electric pone a libre disposición. Se denomina
SOMove y sirve para facilitar la configuración de los distintos dispositivos de
control de motores, entre ellos, los servo drives de la familia Lexium.
4.1 Conexión e inicialización
SOMove permite trabajar estando conectado o no al servo drive. El servo drive se puede conectar a cualquier
ordenador que disponga del software a través del puerto Modbus por el lado del servo drive (CN7, Figura 2-4)
y a través de un puerto USB por el lado del ordenador utilizando para ello el cable adaptador correspondiente
(Figura 4-1).
Figura 4-1: Cable adaptador Modbus to USB. TCSMCNAM3M002P
Una vez conectado, se inicializa SOMove y en el menú inicial que aparece se selecciona la opción “Conectar”.
El programa se encargará de detectar el modelo del servo accionamiento y generar el archivo de trabajo
(“proyecto”, de extensión .psx).
Por otro lado, también es posible crear un proyecto fuera de línea (sin conexión con el servo drive). Para ello se
debe seleccionar la opción con dicho nombre en el menú inicial del programa. A continuación, se siguen los
siguientes pasos:
1. Se selecciona el modelo (familia Lexium 32M) y el tipo de comunicación con el PC (Modbus TCP en
nuestro caso)
Figura 4-2: Selección de familia. SoMove
E

Software para la puesta en marcha
32
32
2. Se selecciona el modelo concreto del servo drive (Figura 2-3) y del servomotor (Figura 2-2).
Figura 4-3: Selección del modelo. SoMove
3. Seleccionar “crear” y ya se tendrá un proyecto offline listo para poder realizar todos los cambios que
quieran hacerse antes de la conexión con el servo.
4. Cuando el archivo esté listo, se guarda con extensión .psx
5. Tras conectar el servo drive al PC se abre el archivo guardado anteriormente y, si no lo realiza
automáticamente, en el menú superior seleccionamos “Comunicación” → “Conectar a dispositivo”.
6. Aparecerá una ventana emergente en la que seleccionaremos “Almacenar en dispositivo y conectar”.
La otra opción sobrescribiría la configuración guardada en el archivo con la que había almacenada en
el servo drive.
Figura 4-4: Opciones en la conexión del Servo drive a SoMove.
4.2 Funcionalidad
Dentro del archivo de trabajo o proyecto, SOMove nos permitirá realizar las siguientes tareas:
1. Acceso a la lista de parámetros: ver apartado 4.2.1.
2. Acceso a la memoria de errores: a través de ella se puede identificar la causa de cualquier problema
o error que se pueda dar durante el funcionamiento o puesta en marcha.

33
Figura 4-5: Ejemplo de historial de errores capturados en SOMove
3. Ajuste del regulador (Tunning): es posible ajustar los distintos parámetros del regulador del servo
drive de forma automática, semiautomática o manual (apartado 2.11.2). Es necesario llevarlo a cabo al
menos la primera vez que se utiliza el servo drive, si se hace un reseteo de fábrica o si se modifica la
mecánica de la instalación (p. ej cambiar un acoplamiento rígido (engranajes) por un acoplamiento
elástico (correa)).
Figura 4-6: Opciones de ajuste del regulador en la interfaz de SoMove
4. Acceso al registro de datos (Motion Sequence): es posible configurar los registros de datos que vayan
a utilizarse en el modo Motion Sequence (Figura 2-22).
5. Configuración de las funciones de entrada/salida de las señales digitales (desde la lista de
parámetros), consulta de su estado y opción de forzado en tiempo real (desde la pestaña
“Visualización”).
Figura 4-7: Interfaz para monitorización/forzado de entradas/salidas digitales. SoMove.

34
34
6. Operación del equipo en modo local: lo que incluye la posibilidad de cambiar entre los distintos
modos de funcionamiento (salvo el “Interpolated Position”) y ejecutarlos con la configuración deseada.
Figura 4-8: Panel de control para el manejo en modo local desde SoMove.
7. Monitorización del servomotor: es posible monitorizar el funcionamiento/estado del accionamiento
(posición, velocidad, par, temperatura, carga, etc.)
Figura 4-9: Ejemplos de displays disponibles para la monitorización. SoMove.
La monitorización de las distintas variables puede realizarse con los widgets de la pestaña
“Visualización” (Figura 4-9) o bien en forma de gráficas temporales mediante la herramienta de
grabación. En esta última es importante configurar adecuadamente la tasa de muestreo de la señal o
Sampling rate (paso 3, Figura 4-10). Mientras mayor sea, mayor podrá ser la ventana de visualización
(Sampling duration).

35
Figura 4-10: Herramienta de grabación de SoMove. Se indican los pasos a seguir para la grabación de un
parámetro.
4.2.1 Acceso a la lista de parámetros.
A través de este listado se puede configurar el comportamiento del servo accionamiento de forma más rápida y
sencilla que a través de la HMI incorporada en el servo drive, o que a través del bus de campo desde un
controlador remoto.
Los parámetros que pueden ser modificados en cada momento, dependerá del estado de funcionamiento en el
que se encuentre el servo drive. Podremos escribir cualquier parámetro mientras el servo drive se encuentre en
el estado “Ready to Switch On” (apartado 2.2). Sin embargo, mientras está en funcionamiento (estado “run”)
muchos parámetros dejan de estar disponibles para su modificación. El software te lo indica sombreando su
valor en gris.
Figura 4-11: Listad de parámetros en SoMove.

36
36
Tras realizar modificaciones sobre la lista debe guardarse en la memoria del servo drive (paso 1, Figura 4-12).
Además, la modificación de algunos parámetros precisa de un posterior reinicio del servo drive (si tras la
modificación del parámetro, se pasa al estado “Not Ready to Switch On”). Este reinicio puede realizarse desde
el propio programa (pasos 2 y 3).
Figura 4-12: Guardar parámetros y reinicio del variador. SoMove.
1
2
3

37
5 CONTROL REMOTO CON M238
omo ya se mencionó anteriormente, este proyecto se centra en el control remoto del servo accionamiento
mediante un autómata programable. De las dos grandes alternativas presentadas en el apartado 3.2, en
este capítulo se describe el conexionado, configuración y programación necesaria para llevar a cabo el
control remoto desde un M238. Por lo tanto, será necesario la utilización del software SOMachine [13].
Esta puesta en marcha básica del sistema PLC - Servo accionamiento se realiza sin tener en cuenta ninguna
aplicación final concreta para el servomotor. Además, la intercomunicación de este sistema se lleva a cabo
mediante un bus de campo con protocolo CANOpen (Anexo A).
Figura 5-1: Controlador Lógico M238.
5.1 Conexionado
El primer paso es la creación física de la red mediante el interconexionado de los equipos. El servo drive
(LXM32M) debe contar con un módulo CANOpen instalado [8]. La conexión CANOpen se realiza atendiendo
a [14]. La conexión a un PC que disponga del software SOMachine se realiza atendiendo a [15]. El esquema
final de conexión es el mostrado en la Figura 5-2.
Figura 5-2: Esquema de Conexionado Servoaccionamiento – M238
CH-01: Cable comunicación CANOpen entre Servoaccionamiento y PLC
Pin LXM32M Señal Pin M238
1 CAN_H 4
2 CAN_L 2
3 CAN_0V / CAN_GD 1
Tabla 5-1: Cable comunicación CANOpen M238 – Servo
C
CH-01
CH-02

Control remoto con M238
38
38
Figura 5-3: Pines CANOpen del M238
CH-02: Cable comunicación del PLC con PC para programación y puesta en marcha. Se trata de un cable
adaptador Modbus RJ45 to USB (Figura 4-1)
5.2 Configuración en SoMachine
Una vez creada la red física, el siguiente paso sería la generación de un programa que transferir al autómata. En
este apartado se describen los pasos necesarios para la generación de dicho programa a través de SoMachine11
.
1. En primer lugar, es aconsejable conectar el servo drive al software de puesta en marcha para realizar una
configuración inicial de los parámetros del dispositivo. Dicha configuración inicial dependerá de la
aplicación final a la que se destine el sistema. En este caso, basta con mencionar que se debe asignar un
nodo al servo drive a través de su parámetro CAN_adress. En cuanto a la velocidad de transmisión
(CAN_Baud), en ambos dispositivos puede mantenerse como viene por defecto (250kbaudio). Hay que
recordar que, si es la primera vez que se utiliza el servo drive, también será necesario configurar los
parámetros del regulador.
2. En segundo lugar, se debe abrir SoMachine y pinchar sobre el icono de “Nuevo Proyecto”. Aparecerá una
pantalla del flujo de trabajo necesario como la que se muestra en la Figura 5-4. Haciendo doble clic sobre
“Configuración”, se abrirá una ventana emergente donde deberemos seleccionar nuestro autómata (Figura
5-5). El modelo concreto de M238 puede encontrarse en el frontal del dispositivo (Figura 5-1).
3. A continuación, en la pantalla de flujo de trabajo, hacer doble clic sobre “Controlador”. Se iniciará el
programa para comenzar con la programación del PLC. Para seguir correctamente los siguientes pasos, nos
aseguraremos de que la vista de la interfaz está configurada en modo “CODESYS Classic” (Figura 5-6).
4. En el menú izquierdo (“Dispositivos”) se puede añadir una nueva sección de programación (POU) haciendo
clic derecho sobre “Application” → “Agregar objeto” → POU.
11 Los pasos a seguir pueden variar ligeramenteen funciónde la versión del softwareque se utilice. Para este capítulo sehace uso de la versión
4.3.0.0

39
Figura 5-4: Configuración SoMachine. Paso 2.1

40
40
Figura 5-6: Configuración SoMachine. Paso 4
5. En la ventana emergente que se despliega (Figura 5-7), se selecciona la opción “Programa” y el lenguaje de
implementación deseado. Para trabajar con la librería de funciones Motion Control se aconseja la utilización
de FBD o LD como lenguaje de implementación. Al hacer clic sobre “Agregar” nos aparecerá la POU en
el menú izquierdo dentro de “Application”. Para que el PLC ejecute su código, debemos arrástralo dentro
de “MAST” (Figura 5-8).

41
6. El siguiente paso es configurar la red CANOpen. Dentro del menú “Dispositivos”, hacer clic izquierdo sobre
“CAN” y seleccionar “Agregar dispositivo”. En la ventana emergente desplegada, se selecciona “CANopen
Optimized” y se hace clic en “Agregar el dispositivo”. Una vez que este sea visible en el menú izquierdo,
se puede cerrar la ventana emergente.
7. Para agregar el servo drive a la red CANOpen, hacer clic derecho sobre “CANOpen Optimized” y
seleccionar “Agregar el dispositivo”. Se busca nuestro servo drive (Lexium 32M), se le da un nombre y se
hace clic en “Agregar el dispositivo”. Una vez que este sea visible en el menú izquierdo, se puede cerrar la
ventana emergente (Figura 5-9).
Figura 5-9: Configuración SoMachine. Paso 7
8. Para finalizar con la configuración de la red CAN, hacer doble clic sobre el servo drive añadido. Se nos
abrirán una serie de pestañas en el área de trabajo que permiten configurar la comunicación. En este caso,
basta con configurar el nodo asignado al servo drive (el establecido previamente en el parámetro
CAN_adress).
9. Llegados a este punto, lo único que resta es realizar la programación con las herramientas del lenguaje
escogido y transferir el programa resultante al PLC. Este paso se describe en el siguiente apartado.

42
42
5.3 Programación y transferencia de la aplicación
El entorno de programación es el mostrado en la Figura 5-10. Se pueden encontrar las herramientas de
programación básicas en la parte superior de la pantalla. La primera gran diferencia con el entorno de
programación de Unity Pro es que podremos encontrar accesos directos a operadores lógicos y matemáticos
usuales (OR, AND, Suma, Mayor que...) así como a contadores y temporizadores.
Figura 5-10: Herramientas de programación en SoMachine. En rojo Contactos y bobinas (Solo LD), en verde
temporizadores y contadores, en azul operadores matemáticos y en naranja inserción de bloques funcionales.
Se puede consultar información detallada sobre todas las funciones de la librería Motion Control disponibles
para nuestro servo drive en [12]. A continuación, se detallan los pasos para insertar dichas funciones.
1. Se hace doble clic sobre “Insertar módulo vacío” en la barra de herramientas.
2. Con ello, aparece un módulo vacío. Las interrogaciones indican cosas que faltan por definir. Al hacer clic
sobre las internas (en negrita), se puede escribir la función de la librería que se quiera añadir. Por ejemplo:
MC_POWER_LXM.
Figura 5-11: Módulo vacío en SoMachine.
3. Las interrogaciones superiores se sustituyen automáticamente por un nombre predefinido para la variable
que representa el bloque funcional añadido. En este caso lo modificaremos por: “MC_POWER_Master”.
Al presionar la tecla Intro se despliega una ventana emergente que permite declarar dicha variable. Basta
con hacer clic en “Aceptar”.
Figura 5-12: Ventana de declaración de variables. SoMachine
4. Por último, hay que definir las entradas y salidas de la función. Al seleccionar las interrogaciones que hay
sobre ellas (Figura 5-13), podremos cambiarlas por el nombre de una variable predefinida o una variable no
existente (en este caso se desplegará la ventana emergente para su declaración).

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La entrada “Axis” indica el eje o dispositivo al que hace referencia la función. En dicha entrada se debe
colocar el nombre otorgado al dispositivo en el paso 7.
Seleccionando el bloque de la función en sí (se destacará en rojo) y presionando la tecla F1 se desplegará
información detallada de la función como la contenida en [12].
Figura 5-13: Asignación de variables en bloque MC_POWER
Una vez terminada la programación de la aplicación, presionaremos F11 para compilar y verificar si existe algún
error. En caso negativo, el último paso es establecer la comunicación con el PLC y transferir el programa. Para
ello hay que seguir los siguientes pasos:
1. Hacer doble clic sobre “MyController” en el menú “Dispositivos”. Se despliega una pestaña en el área de
trabajo sobre la que habrá que hacer clic en su pestaña “Configuración de comunicación”
2. Si no existe un “Gateway-xxx” creado, hacer clic sobre “Agregar puerta de enlace”, renombrar si se
considera necesario y clic en “Aceptar”
Figura 5-14: Añadir puerta de enlace para conexión con PLC en SoMachine.
3. Manteniendo seleccionada la puerta de enlace, hacer clic en “Examinar red”.
4. Si el cable CH-02 (Figura 5-2) está correctamente conectado, aparecerá el autómata (M238) bajo la puerta
de enlace. Seleccionarlo y hacer clic en “Establecer una ruta activa”
5. Aparecerá una ventana de advertencia de seguridad que se debe confirmar presionando las teclas ALT+F.
Tras ello, aparecerá indicada la ruta activa sobre el identificador del PLC detectado en el paso 3 (Figura
5-15).

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44
Figura 5-15: Ruta activa de comunicación establecida con PLC
6. En el menú superior, seleccionar “En línea” → “Iniciar la sesión” para conectar el PC con el controlador.
7. Luego, sobre el mismo menú “En línea”, seleccionar “Descarga múltiple…” para transferir el programa. Se
desplegará una ventana emergente. Escoger la tercera de las “Opciones de modificación en línea” y hacer
clic en “Aceptar”
5.4 Depuración y monitorización de la aplicación
Una vez transferida la aplicación al PLC, basta con hacer clic sobre icono de Play en la barra de herramientas
para iniciar la ejecución de esta.
Para poder monitorear/depurar la aplicación se pueden utilizar las listas de supervisión. Estas suelen aparecer
por defecto en la parte inferior de la interfaz tras conectar el PLC con el PC. Si no puede visualizarlas, en el
menú superior, hacer clic sobre “Ver” → “Supervisión” → “Supervisión x” (pueden usarse hasta 4 listas
distintas) (Figura 5-16).
Figura 5-16: Listas de Supervisión. SoMachine
Para agregar cualquier variable a la lista de supervisión basta con hacer clic derecho sobre la misma allí donde
aparezca (dentro de las POUs programadas) y seleccionar “Agregar a la lista de supervisión” (Figura 5-17).
También se puede introducir haciendo clic sobre la primera fila vacía de la lista e introduciendo el nombre de la
variable.

45
Figura 5-17: Agregar variable a lista de supervisión. SoMachine
Además de monitorearlas, podrá modificar/forzar el valor de las variables de entrada. Para ello hacer clic sobre
“Valor preparado”, seleccionar el valor deseado y presionar CTRL+W para modificar o CTRL+SHIFT+W para
forzar.
Figura 5-18: Lista de supervisión. SoMachine

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6 SINCRONIZACIÓN DE DOS SERVOMOTORES
n el presente capítulo se describen todos los pasos necesarios para la implementación completa de un
sistema conformado por dos servomotores que deben operar sincronizados entre sí. Por lo tanto, el
objetivo principal de la aplicación es que funcionen como un conjunto Maestro/Esclavo. Sin embargo,
se incluirá la posibilidad del manejo manual de ambos servo accionamientos con el objetivo de permitir la
exploración de los modos de funcionamiento expuestos en el apartado 2.4. La funcionalidad completa propuesta
para este sistema se describe en el apartado 6.4.
El control de ambos servomotores se realizará de forma remota desde un PLC (M340) haciendo uso de un bus
de campo con protocolo CANOpen. En el Anexo A se describen las bases generales de dicho protocolo.
6.1 Maqueta de pruebas. Conexionado
6.1.1 Montaje mecánico
El sistema se ha integrado en una maqueta para servir con fines educativos en la Escuela Técnica Superior de
Ingeniería de Sevilla (Figura 6-2).
Figura 6-1: Croquis maqueta de pruebas
La maqueta está conformada principalmente por un panel metálico sobre el que se instalan dos subsistemas
polea-correa. Cada subsistema está accionado por uno de los servomotores. Para el caso en el que trabajen en
sincronismo, el sistema superior será el Maestro y el inferior el Esclavo.
Adicionalmente, en cada correa se han colocado una serie de trazas indicadoras que permiten visualizar la
sincronización entre ambos servomotores. Cada correa lleva una de aluminio para que sea detectable por los
interruptores de referencia (sensores inductivos instalados para el Homing).
E

Sincronización de dos servomotores
48
48
Figura 6-2: Maqueta de pruebas provisional.
6.1.2 Cableado servo drive
El conexionado de cada servo drive con el servomotor, la seta de emergencia, la alimentación y las
entradas/salidas digitales se realiza prácticamente tal como se muestra en la Figura 2-4.
La única salvedad es que, al tratarse de dos servo drives, uno de ellos (en este caso el Maestro) se conecta
indirectamente, a través del puerto CN2 del otro servo drive, a la alimentación de 24 VDC (terminales 7-8) y a
la seta de emergencia (terminales 5-6).
6.1.3 Cableado red CANOpen
La comunicación de los servo accionamientos con el PLC (Maestro del sistema) se realizará a través de una red
CANOpen como la mostrada en la Figura 6-3. Para ello, es imprescindible la instalación del módulo de
comunicaciones CANOpen disponible para nuestro modelo de servo drive (VW3A3608) [8].
Figura 6-3: Cableado red CANOpen
El PLC se conecta al servo Esclavo mediante el cable CH-01. El servo Maestro se interconecta con el primero
a través del cable CH-02. Las redes CANOpen constan de una línea de transmisión de 3 hilos (CAN_H (High),
CAN_L (Low), CAN_GND (Ground)) que debe estar terminada en ambos extremos físicos con resistencias
(LT) de 120 Ω tal como se muestra en la Figura 6-4.
CH-02 CH-01
Resistencia de terminación
Maestro Esclavo

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Figura 6-4: Línea de transmisión CANOpen
• CH-01: Por un lado, la conexión con el PLC se realiza a través del puerto SUB-D9. Por el otro lado, la
conexión con el servo se realiza a través de uno de los puertos RJ45 del módulo CANOpen. En este
cable se incluye una de las dos resistencias de terminación de la red. La asignación de pines se muestra
en la Figura 6-5.
Pin LXM32M Señal Pin M340
1 CAN_H 7
2 CAN_L 2
3 CAN_0V / CAN_GD 3
Tabla 6-1: Asignación de pines conexión M340 – Servo (Cable CH-01)
Figura 6-5: Cable CH-01. Conexión M340 – Servo.
• CH-02: Consiste en un cable de conexión directa (pin a pin) RJ45 – RJ45. La asignación de pines es la
siguiente:
o Pin 1: CAN_H
o Pin 2: CAN_L
o Pin 3: CAN_GND
• La resistencia de terminación del lado del servo drive (extremo izquierdo en Figura 6-3) se instala en
uno de los puertos RJ45 del módulo CANOpen de dicho servo drive. Esta resistencia de 120 Ω deberá
ir conectada a los pines 1 y 2 tal como aparece en la Figura 6-7.
CAN_GND
CAN_L
CAN_H
Figura 6-6: Cable CH-02- Conexión Servo – Servo.
PLC
S. Esclavo
S. Maestro

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50
De cara a futuros proyectos, para redes CANOpen más complejas, en [16] se puede encontrar información más
detallada para el diseño de estas (longitudes de cables, velocidad de transmisión, topología…)
6.1.4 Cableado de sincronización
Para la sincronización de los dos servomotores es necesario que el servo Esclavo reciba la señal de encoder del
servo Maestro. La señal del encoder es una señal de pulsos rápidos por lo que, para transmitirla de un servo a
otro, deben utilizarse los puertos PTI – PTO (pulse train input – pulse train output). Se debe utilizar un cable de
conexión directa (pin a pin) RJ45 – RJ45 (como el utilizado para CH – 02). Se conectará al puerto PTO del
Maestro y al puerto PTI del Esclavo (Figura 6-8).
6.2 Configuración Inicial del PLC
Para la programación del M340 debe hacerse uso del software Unity Pro. A continuación, se describe paso a
paso la configuración inicial necesaria para poder programar la aplicación en dicho software.
1. En primer lugar, se abre Unity Pro y se genera un nuevo proyecto.
2. El programa pedirá que seleccione el PLC a programar. Se puede consultar el modelo concreto en la parte
frontal superior del equipo tal como se muestra en la Figura 6-9. Aquí se emplea el modelo M340 BMX
P34 20302.
Figura 6-8: Cableado sincronización. Cable PTI – PTO.
Figura 6-7: Resistencia de terminación del lado del servo drive

51
Figura 6-9: Modelo del PLC
Figura 6-10: Selección modelo PLC. Unity Pro
3. A continuación, se tienen que añadir los servo drives a la red CANOpen del PLC. Para ello, en el navegador
del proyecto hacer doble clic sobre “CANOpen”. Se abrirá una ventana con un área rectangular en blanco
(Figura 6-11). Al hacer doble clic sobre ella y aparecerá una ventana para añadir un nuevo dispositivo a la
red.
Figura 6-11: Red CANOpen del PLC. Unity Pro
4. Se busca nuestro servo drive para añadirlo. En el apartado “Movimiento y control” se selecciona
“LXM32_MFB”. Una vez añadido, aparecerá en la ventana de la red CAN mostrando el nodo asignado a
dicho dispositivo (recuadrado en rojo en Figura 6-12). Haciendo doble clic sobre el nodo asignado puede
modificarse.
Repetir la acción para los dos servo drives y asignarle los nodos correspondientes. Estos deben coincidir
con los asignados internamente (ver CAN_Adress Tabla 6-2).

52
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Figura 6-12: Dispositivo añadido a la red CANOpen del PLC. Unity Pro
5. Dentro del navegador del proyecto, hacer doble clic en “Bus PLC”. Aparecerá el bastidor de nuestro PLC.
Si se hace doble clic sobre el puerto CANOpen se abrirá la ventana de configuración de la red CAN donde
es posible cambiar, entre otras cosas, la velocidad de transmisión de la red (Figura 6-14).
Figura 6-13: Puerto CANOpen en el bastidor del PLC. Unity Pro
Figura 6-14: Ventana de configuración de la red CANOpen. Unity Pro
En principio, no es propósito de este proyecto entrar en configuraciones expertas por lo que se deja todo por
defecto. Sin embargo, al igual que con el ID del nodo de cada servo drive, es importante asegurarse que la
velocidad de transmisión establecida internamente en el servo drive es la misma que la establecida en el
PLC (ver CAN_Baud en Tabla 6-2).

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6. Por otro lado, también es necesario agregar el servo drive como eje para poder referenciarlo dentro de la
programación del PLC. Para ello, en el explorador del proyecto hacer clic derecho sobre “Movimiento” y
seleccionar “Eje nuevo”. Se desplegará una ventana emergente que habrá que rellenar con los datos de cada
servo drive.
• En la lista de dispositivos disponibles seleccionar nuestro servo drive (Lexium 32)
• En la lista de direcciones compatibles aparecerán los dispositivos de ese tipo que se tengan previamente
configurados en la red CAN (paso 4). En la Figura 6-15 puede verse como se identifican dichas
direcciones.
Figura 6-15: Dirección del dispositivo en los parámetros de un nuevo eje donde el “1” hace referencia al nodo
asignado en la red CAN al dispositivo (ver CAN_Adress Tabla 6-2).
Figura 6-16: Parámetros de nuevo eje de movimiento. Unity Pro
• En “Part Num” (Figura 6-16) se debe seleccionar el modelo concreto de nuestro Lexium32. Esto
puede consultarse en el costado derecho del dispositivo o en la placa de características (Figura 2-3).
En nuestro caso, se trata del LXM32MU90M2
• Por último, en la pestaña de nombre de variables, se asigna el nombre que utilizaremos para hacer
referencia al servo drive dentro de la programación del PLC (Axis reference variable name).
También puede modificarse el nombre asignado a la variable CANOpen Handler.
Para profundizar en conceptos relacionados con la implementación de una red CANOpen en un PLC M340
puede consultarse [17].

54
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6.3 Parametrización
Para la implementación de cualquier aplicación sobre servos es necesario establecer los valores de algunos de
sus parámetros. La parametrización inicial puede realizarse fácilmente a través del software de puesta en
marcha (SoMove) o bien a través del propio controlador remoto. En este caso, se ha optado por la primera
opción al ser la que resulta más rápida e intuitiva y por lo tanto la más recomendada.
Sin embargo, si se quiere optar a la opción de usar la configuración online desde el controlador remoto,
existen tres alternativas:
• Escribir cada parámetro que quiere configurarse a través de la función MC_WRITEPARAMETER de
la librería Motion Control [11] (una llamada a la función por cada parámetro a actualizar). En este caso,
basta con indicar para cada parámetro los siguientes datos:
o Dirección en hexadecimal dentro del diccionario de parámetros (Índice y Subíndice)
o Tamaño del parámetro en memoria (en bytes)
o Valor del parámetro
Figura 6-17: Bloque funcional MC_WRITEPARAMETER
Los dos primeros y el rango válido del tercero para cada parámetro pueden consultarse en el listado
completo del LXM32M disponible en el apartado 10.2 de [5].
Esta alternativa es interesante cuando solo quieren modificarse unos pocos parámetros evitando que se
tenga que conectar el servo drive con SoMove. Será utilizada en esta aplicación para configuraciones
puntuales de algunos parámetros.
• Dentro de la ventana de configuración de cada servo drive en Unity pueden indicarse los valores de los
parámetros que queramos establecer inicialmente (con la ejecución del programa del PLC). Los
parámetros seleccionados, deben tener activa la casilla de configuración en la pestaña “Diccionario de
objetos” para que el valor escrito en la pestaña “Configuración” sea transmitido al servo drive durante
el arranque (Figura 6-18, Figura 6-19)
• Mediante la descarga de un juego de parámetros desde el PLC (apartado 6.3.3)

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Figura 6-18: Parametrización inicial del servo drive desde la ventana de confg del PLC. Pasos 1-4
Figura 6-19: Parametrización inicial del servo drive desde la ventana de confg del PLC. Pasos 5-7
6.3.1 Parámetros iniciales
A continuación, se mencionan los parámetros que deben ser configurados al inicio antes de ejecutar la aplicación
sobre el sistema real (maqueta).
• Dado que el servo drive puede controlarse en modo local o en modo bus de campo, es necesario indicar
a través del parámetro DEVcmdinterf que el control es por bus de campo.
1
2
4
3.- Marcar la casilla
de aquellos
parámetros que
quieran configurarse
inicialmente desde el
PLC.
5
7
6.- Hacer doble clic y
modificar el valor de
aquellos parámetros que
vayan a configurarse
inicialmente desde el
PLC

56
56
• Se debe establecer el nodo de cada servo drive en la red CAN a través de su parámetro CAN_adress.
Por otro lado, se debe comprobar que la velocidad de transmisión CAN_Baud coincide con la
configurada en la red CANOpen del PLC. En principio, en ambos dispositivos (PLC y servo drive)
vendrá establecida a 250 kbaudio.
• Dado que nuestro sistema polea-correa es rotatorio, interesa establecer las posiciones de forma cíclica
(en módulo) de manera que al llegar a un valor máximo vuelvan a 0. Para ello, se debe activar el modo
módulo con el parámetro MOD_enable y establecer las posiciones que determinan el rango del módulo
con MOD_min y MOD_max. Aquí se ha considerado el rango [0, 16500]12
usr_p. De esta forma, al rotar
en sentido positivo, la posición aumentará de 0 hasta 16500 y volverá a 0 sucesivamente mientras siga
en movimiento.
• Al trabajar con la posición en modo módulo es importante que el rango coincida con una vuelta
completa de la correa. Para ello será necesario cambiar el escalado de usr_p a través de los parámetros
ScalePOSnum y ScalePOSdenom.
• Como ya se comentó anteriormente, el Maestro debe transmitir su posición al Esclavo en todo
momento. Para ello es necesario configurar la salida PTO a través del parámetro PTO_mode. En este
caso, interesa transmitir la posición real dada por el encoder del Maestro (modo Esim pAct Enc 1). En
la configuración del Esclavo nos aseguraremos que el tipo de señal de pulsos configurada en PTI
(PTI_signaltype) es del tipo emitido por el Maestro. En este caso, se trata de la señal tipo A/D
(cuatro estados) dada por el encoder instalado del servo.
• En función de cómo se haga la instalación, el sentido positivo de giro del servo será el deseado o no.
Con el parámetro InvertDirofMove se puede cambiar el sentido positivo de giro (que será también
el sentido positivo de crecimiento de la variable posición). En nuestro caso, el sentido positivo de giro
será el definido con flechas en la Figura 6-2.
• Finalmente, hay que configurar las entradas/salidas digitales que sean necesarias a través de los
parámetros IOfunct_DIx y IOfunct_DQx respectivamente. Para esta aplicación solo se ha
considerado un interruptor de referencia (REF) para cada servo drive como señal de entrada.
Parámetro Valor Servo
DEVcmdinterf 2 (Fieldbus Control Mode)
Ambos
CAN_baud 250 (kBaud)
MOD_enable 1 (Modulo On)
MOD_min 0
MOD_max 16500
ScalePOSnum 10013
ScalePOSdenom 16237313
IOfunct_DI0 21 (Reference Switch)
PTO_mode 1 (Esim pACt Enc 1)
Maestro
InvertDirofMove 1 (Inversion On)13
CAN_adress 10
PTI_signaltype 0 (type A/D)
Esclavo
InvertDirofMove 0 (Inversion Off)13
CAN_adress 1
Tabla 6-2: Parámetros Iniciales
12 Se ha considerado este rango sin ningún motivo en especial. En principio, podría haberse escogido un valor con algún sentido concreto
como, por ejemplo, que pudiera relacionarse fácilmente los cm recorridos con las unidades usr_p avanzadas.
13 Valor obtenido para la maqueta descrita en el apartado 7.1.1

57
de [5]
6.3.2 Parámetros del regulador
Cuando el servo drive tiene establecido los ajustes de fábrica, es necesario realizar un ajuste inicial de los
parámetros del regulador para asegurar un control adecuado del servo. Para dicho ajuste, en nuestros servo
accionamientos se ha optado por un ajuste automático (Easy Tunning). A continuación, se muestran los
resultados obtenidos con dicho ajuste.
Figura 6-20: Control en posición. El error en régimen permanente es nulo mientras que en el transitorio
mantiene un pequeño error respecto a la referencia (en negro)
Figura 6-21: Control en velocidad. Referencia en negro.
Aunque no entre dentro del objetivo de esta implementación práctica, como puede observarse, el ajuste obtenido
es bastante mejorable. Para ello podría mejorarse el montaje mecánico de la maqueta para reducir/evitar
vibraciones o realizar un ajuste avanzado del controlador (Expert Tunning).

58
58
6.3.3 Cambio entre distintos juegos de parámetros
Cuando se agrega un servo drive como eje de movimiento (Paso 6, apartado 6.2) se generan con él las siguientes
variables:
• AxisParamDesc: vector de enteros (ARRAY […] OF UINT) que incluye dirección y tamaño de cada
parámetro del diccionario de parámetros del eje (Figura 6-22). Si se definen varios ejes del mismo tipo
(mismo servo drive), Unity utilizará la misma variable para ambos. Esta variable de solo lectura servirá
para la interpretación de las recetas de parámetros (Recipe)
Figura 6-22: Vector AxisParamDesc. Si buscamos la información del parámetro IO_AutoEnable en [5]
comprobamos que los valores remarcados se corresponden con su índice, subíndice y longitud en bytes
• Recipe: vector de bytes (ARRAY […] OF BYTE) que almacena los valores de los parámetros del eje.
Se utilizan para actualizar/almacenar el diccionario de parámetros del servo. Se pueden crear varias
recipes para un mismo eje haciendo clic derecho sobre su declaración en el apartado “Movimiento” del
explorador de proyectos (paso 6, apartado 6.2)
La librería Motion Control (MFB) dispone de dos funciones: TE_UPLOADDRIVEPARAM y
TE_DOWNLOADDRIVEPARAM que permiten:
• Cargar parámetros en un nuevo servo drive si uno de los instalados deja de funcionar adecuadamente.
• Cambiar el juego de parámetros del servo debido a un cambio en la operativa del mismo que lo requiera
(si se contempla en la aplicación implementada)
Con TE_UPLOADDRIVEPARAM se puede realizar una copia de seguridad del diccionario de parámetros en
una de las variables Recipe del eje correspondiente. La función necesita recibir como entrada la variable
AxisParamDesc asociada al mismo eje.
Figura 6-23: Función TE_UPLOADDRIVEPARAM.
Con TE_DOWNLOADDRIVEPARAM se pueden cargar en el servo los parámetros almacenados en una de
sus recetas. La función necesita recibir como entrada la variable AxisParamDesc asociada al mismo eje.
Figura 6-24: Función TE_DOWNLOADDRIVEPARAM

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Con todo lo anterior, para realizar un cambio entre dos juegos de parámetros (A y B) desde el propio PLC
habría que seguir los siguientes pasos.
1. Generar el juego de parámetros A con SoMove y guardarlo en la EEPROM (memoria) del servo drive.
2. Desde el PLC, manteniendo el estado del servo en “Ready to Switch On”, activar la función
TE_UPLOADDRIVEPARAM para el volcado sobre una receta del eje (Recipe_A). La edición directa de
la Recipe_A nos ahorraría estos dos pasos, pero resultaría más tediosa y lenta.
3. Generar el juego de parámetros B con SoMove y guardarlo en la EEPROM (memoria) del servo drive.
4. Desde el PLC, manteniendo el estado del servo en “Ready to Switch On”, activar la función
TE_UPLOADDRIVEPARAM para el volcado sobre una receta del eje (Recipe_B).
5. En este caso, se empezaría a operar con el juego B
6. Cuando sea necesario el cambio de parámetros (al juego A), establecer el estado del servo en “Ready to
Switch On” y activar la función TE_DOWNLOADDRIVEPARAM para cargar Recipe_A.
En un caso real en el que por fallo del equipo o mantenimiento hubiese que sustituirlo, el nuevo podría cargar
la configuración del anterior siguiendo los pasos 1, 2 y 6.
Vista la utilidad de estas funciones, cabe mencionar que no se contempla su utilización en esta aplicación
práctica.
6.4 Descripción funcional
Este apartado se centra en realizar una descripción funcional detallada de la aplicación.
• El sistema cuenta con dos modos: modo manual y modo sincronismo. Por defecto, el modo activo será
el manual.
• En el modo manual el usuario maneja ambos servo accionamientos. Las acciones que puede llevar a
cabo son las siguientes:
o Lectura y escritura de los distintos parámetros del diccionario de objetos.
o Configuración y activación de los siguientes modos de funcionamiento: Profile Position,
Profile Velocity, Profile Torque, Home y Electronic Gear.
o Activación de la etapa de potencia.
o Reinicio de errores del servo drive.
o Detención del movimiento en curso.
• En el modo sincronismo el servo que acciona el sistema polea-correa superior es el Maestro y el que
acciona el sistema polea-correa inferior es el Esclavo. Cuenta con una versión básica y una versión
avanzada. El usuario podrá volver en cualquier momento del modo sincronismo al modo manual en
ambos ejes. Para ello, se interrumpirá el movimiento en curso (STOP).
• En la versión básica del modo sincronismo:
o En primer lugar, ambos realizan un HOME para colocar su posición “0” de referencia bajo el
correspondiente sensor inductivo (Switch REF) indicado en el croquis de la Figura 6-2. De esta
forma, la posición marcada por el encoder de cada servo drive se corresponderá con la del
indicador metálico instalado en sistema polea-correa que acciona.
o Tras el HOME, el Maestro espera una señal de activación con la cual comienza a girar, por
defecto, en sentido positivo a una velocidad predefinida por el usuario antes de la ejecución de
la secuencia.

60
60
o Tras el HOME, el Esclavo espera a una señal (ENGAGE) que indica que debe sincronizarse
con el Maestro. Para ello, se comienza a mover a una determinada velocidad en busca de
igualar su posición con la del Maestro (con una pequeña holgura predefinida por el usuario).
El sentido de giro lo determina el camino más corto para conseguir dicha sincronización.
o Cuando el Esclavo haya conseguido sincronizarse, cambiará su modo de funcionamiento a
Electronic Gear para moverse en consonancia con el Maestro (haciendo uso de la señal que
recibirá por el puerto PTI). Es decir, el Esclavo copiará el movimiento del Maestro.
o La sincronización es visible físicamente gracias a los indicadores colocados en ambas correas.
Además, es necesario que el sentido de giro positivo de los servomotores sea el indicado en la
misma Figura 6-2.
o El Esclavo puede sincronizarse/desincronizarse en cualquier momento mediante la señal antes
mencionada (ENGAGE).
• En la versión avanzada del modo sincronismo:
o En primer lugar, ambos realizan un HOME para colocar su posición “0” de referencia bajo el
correspondiente sensor inductivo (Switch REF) indicado en el croquis de la Figura 6-2. De esta
forma, la posición marcada por el encoder de cada servo drive se corresponderá con la del
indicador metálico instalado en sistema polea-correa que acciona.
o Tras el HOME, el Maestro espera una señal de activación con la cual comienza a girar, por
defecto, en sentido positivo a una velocidad predefinida por el usuario antes de la ejecución de
la secuencia.
o Tras el HOME, el Esclavo espera a una señal (ENGAGE) que indica que debe sincronizarse
con el Maestro. Para ello, se comienza a mover a una determinada velocidad. Con este
movimiento el Esclavo busca que su indicador metálico se sincronice (con una pequeña holgura
predefinida por el usuario) con el indicador del Maestro que se encuentre en ese momento en
la parte inferior del sistema polea-correa (ya sea el metálico o el no metálico). El sentido de
giro lo determina el camino más corto para conseguir dicha sincronización.
o Cuando el indicador del Esclavo haya conseguido sincronizarse, cambiará su modo de
funcionamiento a Electronic Gear para moverse en consonancia con el Maestro (haciendo uso
de la señal que recibirá por el puerto PTI).
o Cuando el indicador del Maestro con el que se encuentra sincronizado el Esclavo pasa a la
parte superior del sistema polea-correa, el Esclavo invierte su sentido de giro para buscar
sincronizar su indicador con el otro indicador del Maestro que ahora ha pasado a la parte
inferior. De esta forma, el movimiento de sincronismo del Esclavo estará limitado a la parte
superior de su sistema polea-correa.
o La sincronización es visible físicamente gracias a los indicadores colocados en ambas correas.
Además, es necesario que el sentido de giro positivo de los servomotores sea el indicado en la
Figura 6-2.
o El Esclavo puede sincronizarse/desincronizarse en cualquier momento mediante la señal antes
mencionada (ENGAGE)
• El usuario dispone de una ventana Supervisor (apartado 6.6) que permite llevar a cabo todas las
operaciones descritas anteriormente, así como la monitorización de ambos servo drives.

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6.5 Implementación
Después de haber montado la maqueta de pruebas, haber realizado la configuración inicial de los servos y haber
desarrollado la descripción funcional de la aplicación, el siguiente paso consiste en el desarrollo de la aplicación
en sí mediante:
• Declaración de las variables necesarias.
• Programación de las tareas del PLC para el control de los servo accionamientos.
• Depuración de la aplicación.
Para una mejor compresión de este apartado se aconseja su lectura teniendo por delante el proyecto abierto en
Unity Pro.
6.5.1 Declaración de variables
Para la programación y el manejo de la aplicación será necesario la declaración de una serie de variables. La
inmensa mayoría de ellas se agrupan en estructuras de datos (Figura 6-25).
Figura 6-25: Estructuras o tipos de datos derivados.
• SYNC: Agrupa todas las variables relacionadas directamente con el modo sincronismo de la aplicación.
• EJE: Agrupa todas las variables que están asociadas con uno de los ejes en concreto. Por lo tanto, se
definen dos estructuras tipo eje: Esclavo y Maestro.
o ERROR: Variables que marcan los errores del servo drive durante la ejecución.
o HOME: Variables asociadas a la configuración del modo Homing.
o PPOS: Variables asociadas a la configuración del modo Profile Position.
o PVEL: Variables asociadas a la configuración del modo Profile Velocity.
o TCONTROL: Variables asociadas a la configuración del modo Profile Torque.
o EGEAR: Variables asociadas a la configuración del modo Electronic Gear.
o STATE: Variables que sirven para informar sobre el estado de los controles básicos del eje.
o {OTROS}: La estructura eje incluye otras variables no agrupadas en subestructuras que sirven
esencialmente como:
▪ Variables para ejecutar acciones: Power, Reset, Stop, Escribir parámetro…
▪ Variables para consultar información: Valor del parámetro leído, modo de
operación activo…
• STATUS MASTER: Variables que sirven para informar sobre el estado del servomotor Maestro.
• STATUS SLAVE: Variables que sirven para informar sobre el estado del servomotor Esclavo.
• SUPERVISOR: Variables auxiliares para el funcionamiento del panel de operador.
SYNC
EJE
ERROR
HOME
PPOS
PVEL
TCONTROL
EGEAR
STATE
{OTROS}
STATUS
MASTER
STATUS
SLAVE
SUPERVISOR

62
62
Además de dichas variables, se encuentran las variables asociadas a la definición de cada servo drive como eje
(Can_Handler_x, Axis_Ref_x, AxisParamDesc_x, Recipe_x).
A lo largo del resto del capítulo, se destacan los nombres de variables en verde para distinguirlas del resto del
texto.
6.5.2 Programación de la aplicación
La programación de la aplicación está basada fundamentalmente en la utilización de las funciones de la librería
Motion Control (MFB). La mayoría de los bloques funcionales tienen en común una serie de entradas y salidas
básicas (Figura 6-26):
Figura 6-26: Entradas y Salidas básicas de los FB de la librería Motion Control.
• AXIS: Variable tipo AXIS_REF asociada al eje al cual va dirigida la función. En nuestro caso será
Axis_Ref_Master o Axis_Ref_Slave dependiendo de si aplica al eje Maestro o al eje Esclavo.
• ENABLE/EXECUTE: Variable booleana para la habilitación/ejecución de la función. Con ENABLE
el bloque funcional se ejecutará en cada ciclo de autómata mientras esta sea verdadera. Con EXECUTE
el bloque funcional se ejecutará una sola vez cuando se produzca un flanco de subida.
• ERROR: Booleano que indica la aparición de un error en la ejecución de la función.
• DONE/BUSY: Booleano que indica la finalización/ejecución de la función.
• ERRORID: Variable entera que sirve como identificador de errores.
La aplicación se estructura en 4 secciones programadas en Ladder (LD)
• Main: Incluye todas las funciones requeridas por el modo manual.
• Master Control: Incluye la programación del modo sincronismo asociada al eje Maestro.
• Slave Control Básico: Incluye la programación del modo sincronismo básico asociada al eje Esclavo.
Su ejecución está condicionada a la elección del modo básico de sincronismo mediante la variable
SYNC.basico.
• Slave Control Avanzado: Incluye la programación del modo sincronismo avanzado asociada al eje
Esclavo. Su ejecución está condicionada a la elección del modo avanzado de sincronismo mediante la
variable SYNC.avanzado.
Figura 6-27: Condición de ejecución de los modos de control Básico y Avanzado del Esclavo.

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Figura 6-28: Ejemplo de ejecución con el modo básico activado. En el explorador del proyecto puede verse
como el LD del control avanzado está desactivado.
6.5.2.1 Main
En este apartado se detallarán los distintos aspectos sobre la programación de la sección LD con el mismo
nombre encargada de implementar todas las funciones requeridas para el funcionamiento del modo manual de
la aplicación.
En primer lugar, para la utilización del resto de funciones de la librería Motion Control es necesario instanciar
la función CAN_HANDLER para cada eje definido. Esta función se utiliza para comprobar que la comunicación
CANOpen entre PLC y servo drive es correcta. El parámetro NETWORKOPERATIONAL debe asignarse a un
bit que valide el correcto funcionamiento de la comunicación del eje a través de la red. Una posibilidad es utilizar
la variable SLAVE_ACTIV_X, procedente del IODDT14
del puerto CANOpen del M340. Dicha variable indica
si el dispositivo asociado al nodo X está activo.
Figura 6-29: Instancias CAN_HANDLER
Configuración variable IODDT.
Para la configuración de la variable IODDT asociada al módulo CANOpen del M340 se deben seguir los
siguientes pasos:
1. Hacemos clic sobre el puerto CANOpen que aparece en el navegador del proyecto.
2. En la ventana que se despliega, seleccionamos la pestaña “Objetos de E/S”.
3. Marcamos la casilla %CH y hacemos clic sobre “Actualizar Cuadrícula”. Nos aparecerá un canal disponible
al que le podremos asociar la variable IODDT de tipo “T_COM_CO_BMX_EXPERT”.
4. Le asignamos un nombre y hacemos clic en crear
5. Si hacemos clic en la sección “Variables e instancias FB” podremos consultar la variable IODDT creada y
todas las variables simples asociadas, entre ellas, las variables SLAVE_ACTIV_X.
14 IOODT: Tipo de datos derivados (estructura de variables simples) de entradas y salidas asociadas a un módulo físico que proporcionan
información relacionada con el mismo.

64
64
Figura 6-30: Configuración variable IODDT CANOpen en M340. Pasos 1-4 (desglosados en 8)
Tras las instancias de CAN_HANDLER para ambos servos, se incluyen las funciones MC_POWER,
MC_RESET y MC_STOP que permiten la activación de la etapa de potencia, reinicio e interrupción del
movimiento de los dos servo drive respectivamente. Como la ejecución del MC_RESET es instantánea, se ha
añadido un bloque SAMPLE_TM para retrasar la desactivación de la señal SLAVE/MASTER.STATE.RESET
que servirá para indicar la ejecución exitosa en el Supervisor.
Figura 6-31: Funciones MC_POWER, MC_RESET, MC_STOP
1
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7 8

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Para la monitorización y la programación de ciertas funciones algunos de los parámetros de los servomotores
deben ser leídos por el PLC de forma cíclica haciendo uso de la función MC_READPARAMETER (Figura
6-32) que hace una petición SDO (Anexo A) al servo drive objetivo. El bloque SAMPLETM se encarga de
llamar cíclicamente a la función de lectura
Figura 6-32: Ejemplo de lectura cíclica.
La dirección del parámetro al que se accede con la petición SDO debe expresarse en hexadecimal, tanto el índice
(PARAMETERNUMBER) como el subíndice (SUBINDEX).
Para esta aplicación se ha decidido hacer la lectura cíclica de:
• DCOMcontrol (en Unity, CONTROL_WORD) entero que permite controlar el estado operativo del
servo siendo modificado bit a bit.
• _DCOMstatus (en Unity, STATUS_WORD) entero que permite monitorizar el estado operativo del
servo siendo analizado bit a bit.
• _tq_act (en Unity, PAR_ACTUAL) valor real del par en décimas de % frente al par de parada en
continua (_M_M_0 que para nuestro servo drive es de 50Ncm).
• DCOMopmode (en Unity, OPMODE) entero que indica el modo de funcionamiento activo en el servo
drive.
Sin embargo, las dos variables más importantes que se precisan conocer en todo momento son la posición y la
velocidad del eje. Se podrían obtener mediante SDOs como las variables anteriores o mediante recepción cíclica
de los PDO emitido por el servo.
La recepción de los PDOs puede activarse desde la ventana de configuración de cada servo drive. El PDO 2 que
transmite cada servo, lleva la información de velocidad y posición (32 bits cada una) y son almacenadas en
palabras de memoria (16 bits) consecutivas (p.ej %MW4 y %MW5 para la posición del eje Esclavo) (Figura
6-33). Ambas palabras de memoria deben ser combinadas para obtener el valor completo de la variable (Figura
6-34).
Figura 6-33: Pestaña PDO de la ventana de configuración del servo Esclavo (se accede desde el explorador de
proyectos como en Figura 6-18)

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Figura 6-34: Combinación palabras de memoria (%MW) de los PDOs para obtener posición del servo.
A continuación, se descompone la CONTROL_WORD en bits para poder generar, de forma alternativa a las
funciones MC_RESET y MC_STOP, reinicios de error (FAULT RESET) e interrupciones de movimiento
(HALT). Para ello, será necesaria la modificación de los bits 7 y 8 tal como se muestra en la Tabla 6-3.
Orden de usuario Bit 7 Bit 8
FAULT_RESET 1 0
HALT 0 1
Tabla 6-3: Gestión FAULT RESET y HALT desde variable CONTROL_WORD
La CONTROL_WORD se sobrescribe utilizando la función MC_WRITEPARAMETER. Para esta función,
además de aportar la dirección del parámetro (DCOMcontrol) en hexadecimal (PARAMETERNUMBER y
SUBINDEX), se debe proporcionar la longitud en bytes del parámetro a escribir (DCOMcontrol es de tipo
UINT16 lo que supone una longitud de 2 bytes).
Figura 6-35: Gestión Manual de Fault Reset y Halt.
Esta sección también incluye una función genérica de lectura (MC_READPARAMETER) y otra de escritura
(MC_WRITEPARAMETER) de parámetros para que el usuario pueda leer/escribir cualquier parámetro
disponible en ambos servos.
146-150: Descomposición en bits
164-169: Alteración de bits según Tabla 6-3
171-179: Transmisión de la
Control_Word modificando los
bits 7 y 8 con
Slave.control_bit_aux y
Slave.control_bit_aux2

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Figura 6-36: Implementación de lectura/escritura genérica de parámetros en Unity Pro.
Por último, se recogen la implementación de los distintos modos de funcionamiento.
HOMING: Utilizando la función MC_HOME y proporcionando como entrada las variables MASTER.HOME
o SLAVE.HOME según corresponda al servo Maestro o al servo Esclavo respectivamente.
Variable de entrada Parámetros que modifica Descripción
HOME.HOME
DCOMcontrol (bit 4)
DCOMopmode
Variable booleana de activación del modo Homing.
HOME.REF_POS HMp_home
Valor numérico que queda marcado en la posición
física final del movimiento Home. Por defecto será
0.
HOME.SPEED HMv Velocidad del eje durante el movimiento Home.
HOME.HTYPE HMmethod Tipo de Home a realizar.
Tabla 6-4: Variables MC_HOME
Figura 6-37: Implementación Homing en Unity Pro.

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PROFILE POSITION: Utilizando las funciones MC_MOVEABSOLUTE y MC_MOVERELATIVE y
proporcionando como entrada las variables MASTER.PPOS o SLAVE.PPOS según corresponda al servo
Maestro o al servo Esclavo respectivamente.
PPOS.POSICIONAR
DCOMcontrol (bit 4,5,6 y 9)
DCOMopmode
Variable booleana de activación del modo Profile
Position
PPOS.ABS -
Variable booleana de elección entre movimiento
absoluto y relativo
PPOS.REF PPp_target Posición objetivo
PPOS.VEL PVv_target Velocidad de movimiento
PPOS.ACCEL RAMP_v_acc
Aceleración del movimiento (si es 0, se coge el
valor por defecto guardado en el servo)
PPOS.DECCEL RAMP_v_dec
Deceleración del movimiento (si es 0, se coge el
valor por defecto guardado en el servo)
Tabla 6-5: Variables MC_MOVEABSOLUTE y MC_MOVERELATIVE
Figura 6-38: Implementación del Modo Profile Position en Unity Pro
PROFILE VELOCITY: Utilizando la función MC_MOVEVELOCITY y proporcionando como entrada las
variables MASTER.PVEL o SLAVE.PVEL según corresponda al servo Maestro o al servo Esclavo
respectivamente.

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PVEL.PVEL
DCOMopmode
PVv_reference
Velocity
PVEL.REF PVv_target Velocidad objetivo del movimiento
PVEL.INVERT -
Variable booleana para la inversión del sentido de
giro
Tabla 6-6: Variables MC_MOVEVELOCITY
Figura 6-39: Implementación del Modo Profile Velocity en Unity Pro.
PROFILE TORQUE: Utilizando la función MC_TORQUECONTROL y proporcionando como entrada las
variables MASTER.TCONTROL o SLAVE.TCONTROL según corresponda al servo Maestro o al servo Esclavo
respectivamente.
TCONTROL.ACTIVATE
DCOMopmode
PVv_reference
Torque
TCONTROL.TORQUE PTtq_target
Par objetivo (en décimas de % frente al par de
parada en continua (_M_M_0. Para nuestro servo
drive es de 50Ncm)
Tabla 6-7: Variables MC_TORQUECONTROL
Figura 6-40: Implementación del Modo Profile Torque en Unity Pro

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ELECTRONIC GEAR: Utilizando la función LXM_GEARPOSS y proporcionando como entrada las
variables MASTER.EGEAR o SLAVE.EGEAR según corresponda al servo Maestro o al Esclavo, el PLC puede
activar este modo de funcionamiento con su modo de sincronización en posición.
No existe una función específica de la librería Motion Control (en Unity Pro) para utilizar el modo de
sincronización en velocidad por lo que aquí se implementa modificando manualmente los parámetros necesarios
haciendo uso de la función MC_WRITEPARAMETER.
EGEAR.GEAR
DCOMopmode
GEARreference
Variable booleana de activación del modo
Electronic Gear
EGEAR.NUM
EGEAR.NUMV
GEARnum
Numerador de la relación de engranaje entre
Maestro y Esclavo. (NUM para sincronización en
posición y NUMV para sincronización en
velocidad)
EGEAR.DENOM
EGEAR.DENOMV
GEARdenom
Denominador de la relación de engranaje entre
Maestro y Esclavo. (NUM para sincronización en
posición y NUMV para sincronización en
velocidad)
EGEAR.VEL -
Variable booleana de elección entre el modo de
sincronización en posición y en velocidad
Tabla 6-8: Variables para el modo Electronic Gear
Figura 6-41: Implementación Modo Electronic Gear en Unity Pro.
Confg Modo
Sincronización
en velocidad
Confg Relación de
engranaje
Confg Modo Operación
Electronic Gear

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6.5.2.2 Master Control
En esta sección LD se implementa el control del eje Maestro para el modo sincronismo. La variable
SYNC.MASTER_ESTADO permite trabajar como una máquina de estados (Figura 6-42).
“HOMING” hace referencia a un movimiento de referenciado en el que la posición ‘0’ se establece en bajo el
interruptor de referencia. El “STOPPING” se realiza haciendo uso de la función MC_STOP y el “MOVE
VELOCITY” se realiza haciendo uso de la función MC_MOVEVELOCITY.
Figura 6-42: Máquina de estados para control del Maestro en modo sincronismo.
Figura 6-43: “HOMING” en el control del Maestro. Modo Sincronismo.

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Figura 6-44: “MOVE VELOCITY” y “STOPPING” en el control del Maestro. Modo Sincronismo.
6.5.2.3 Slave Control Básico
En esta sección LD se implementa el control básico del eje Esclavo para el modo sincronismo. La variable
SYNC.ESTADO_SLAVE permite trabajar como una máquina de estados (Figura 6-45).
“HOMING” hace referencia a un movimiento de referenciado en el que la posición ‘0’ se establece en bajo el
interruptor de referencia. El “STOPPING” se realiza haciendo uso de la función MC_STOP. Ambos estados se
implementan de forma similar a como se hace en el control del Maestro (Figura 6-43 y Figura 6-44)
“ACTUALIZAR PERFIL DE VELOCIDAD” hace referencia al hecho de que, para garantizar una buena
sincronización entre Maestro y Esclavo, es necesario configurar un perfil de aceleración/deceleración agresivo.
Para ello se modifican los parámetros correspondientes haciendo uso de la función MC_WRITEPARAMETER
(RAMP_v_acc y RAMP_v_dec).
“SYNCHRONISING” hace referencia al movimiento del Esclavo en búsqueda de igualar su posición con la del
Maestro. La entrada “INVERT” de la función MC_MOVEVELOCITY, utilizada por este paso, se decide con
unos bloques comparadores que utilizan la posición del Maestro, la del Esclavo y el valor del módulo
configurado (MOD_max) para determinar el camino más corto para conseguir la sincronización (en el sentido
positivo o negativo de giro).

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El estado 6 hace referencia al movimiento del Esclavo una vez ambos ejes están sincronizados (la diferencia
entre sus posiciones actuales es menor que la holgura configurada en la variable SYNC.HOLGURA). Mediante
la variable SYNC.GEAR_VEL se decide si la sección empleará el modo de sincronización en velocidad o en
posición. Se implementa de forma similar a como se realiza para el control manual (Figura 6-41)
Figura 6-45: Máquina de estados para control básico del Esclavo en modo sincronismo.
Figura 6-46: “SYNCHRONISING” (con comprobación de holgura) en control básico del Esclavo.

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6.5.2.4 Slave Control Avanzado
En esta sección LD se implementa el control avanzado del eje Esclavo para el modo sincronismo. La variable
SYNC.ESTADO_SLAVE permite trabajar como una máquina de estados ().
“HOMING”, “STOPPING”, “ACTUALIZAR PERFIL DE VELOCIDAD” se implementa de la misma forma
que en el control básico (apartado 6.5.2.3)
Tal como se menciona en la descripción funcional (apartado 6.4) la sincronización se realiza de modo que el
indicador visual del Esclavo esté siempre sincronizado con el indicador del Maestro que esté en la parte inferior
de la correa. Por ello, es importante tener localizado sus dos indicadores en todo momento. La sección calcula
las variables SYNC.POS_1 (indicador metálico) y SYNC.POS_2 (indicador no metálico) a partir de la posición
medida por el encoder del eje Maestro (MASTER.POS_ACTUAL). La variable SYNC.ENGAGE_SELECTOR
determina cuál de los dos indicadores del Maestro está en la parte inferior.
SYNCHRONISING hace referencia al movimiento del Esclavo en búsqueda de igualar su posición con la del
indicador del Maestro que esté en la parte inferior. La entrada “INVERT” de la función
MC_MOVEVELOCITY, utilizada por este paso, se decide con unos bloques comparadores que determinan el
sentido de giro en función del camino más corto para conseguir la sincronización.
ELECTRONIC GEAR hace referencia al movimiento del Esclavo una vez ambos ejes están sincronizados.
Mediante la variable SYNC.GEAR_VEL se decide si la sección empleará el modo de sincronización en velocidad
o en posición (por defecto, en posición). Se implementa de forma similar a como se realiza para el control manual
(Figura 6-41)
Estando sincronizados, cuando el indicador del Esclavo se sale de la mitad inferior de su correa indica que el
indicador del Maestro que se encuentra en la parte inferior ha cambiado y por lo tanto el Esclavo debe
resincronizarse (transición destacada en amarillo en )
Figura 6-47: Máquina de estados para control avanzado del Esclavo en modo sincronismo.

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Figura 6-48: “SYNCHRONISING” (con comprobación de holgura, actualización de
SYNC.ENGAGE_SELECTOR y los SYNC.POS_X y resincronización) en control avanzado del
Esclavo.
62: Orden de resincronización
40-42: Sincronización conseguida
24-30:Actualización
SYNC.ENGAGE_SELECTOR
y los SYNC.POS_X

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6.6 Supervisor
Para facilitar el manejo de todas las funcionalidades de las que dispone la aplicación descrita anteriormente, se
pone a disposición del usuario una pantalla de operador implementada sobre el mismo proyecto de Unity Pro.
Figura 6-49: Pantalla de Operador para el manejo del sistema.
Para la generación de dicha pantalla se declara una estructura de datos auxiliar denominada “SUPERVISOR”
así como una sección LD (“Supervisor_Aux”) para la generación de señales de visualización (leds de estado,
errores…). En particular, para la generación de las señales de los leds de estado se hace uso de la función
MC_READSTATUS que nos permite conocer si el eje está detenido, si tiene activo algún modo de
funcionamiento, si existe un punto de referencia (HOME) válido, si la etapa de potencia está activada o si existe
algún error que haya detenido el movimiento en curso. Cada llamada a la función genera una estructura de
variables con toda la información anterior, STATUS_MASTER y STATUS_SLAVE.

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Figura 6-50: Función MC_READSTATUS para consultar información de los servos.
La pantalla se divide horizontalmente en dos mitades: una para el eje que actúa como Maestro y otra para el eje
que actúa como Esclavo. Ambas mitades cuentan con una serie de elementos que pueden agruparse en las 4
secciones descritas a continuación.
6.6.1 Controles básicos
Esta sección comprende los elementos mostrados en la Figura 6-51 que son idénticos para ambos servos.
Figura 6-51: Sección de controles básicos. Pantalla de operador.
1. Led estado comunicación CANOpen. Iluminado en verde indica que la comunicación entre el PLC y el
servo, a través del bus CANOpen, es correcta. Cabe recordar que esta información es proporcionada por la
función CAN_HANDLER (Variable de salida MASTER/SLAVE.AXIS_OK).

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2. Botón y led de encendido. Permite la activación de la etapa de potencia. Iluminado en verde, el led indica
que la etapa de potencia está activa.
3. Botón y led de detención. Permite la detención del movimiento activo. Iluminado en verde, el led indica
que la detención se ha realizado correctamente.
4. Botones y leds de reinicio. Permite el reinicio del servo tras un error (T15 en Figura 2-6). Con “Reset” se
realiza a través de la función MC_RESET. Con “Fault Reset” se realiza mediante la modificación de los bits
de la CONTROL_WORD (Tabla 6-3). Iluminados en verde, los leds indican que el reinicio de error se ha
realizado correctamente.
“Fault Reset” solo funcionará para el reinicio de errores del servodrive (FLT en HMI) y al accionarlo el
equipo se ira al estado “Ready to Switch On”. “Reset” reiniciará el funcionamiento del equipo, en cualquier
caso (p. ej STOP en HMI) y volverá al estado previo al error.
5. Botón y led del modo sincronismo. Permite el cambio del modo manual al modo sincronismo. Iluminado
en verde, el led indica que el modo sincronismo está activo.
6.6.2 Manejo de parámetros
Esta sección comprende los elementos necesarios para el manejo manual de los parámetros del servo drive.
Figura 6-52: Sección de manejo manual de parámetros. Pantalla de operador.
1. Dirección. Campos de entrada donde deben indicarse tanto el índice como el subíndice del parámetro a leer
o escribir. Deben introducirse en Hexadecimal (16#XXXX).
2. Escritura. Incluye: los campos de entrada para indicar la longitud (en bytes) del parámetro y el valor
numérico a escribir, el botón de comando para ordenar la escritura y un led que se ilumina en rojo si ocurre
algún error en el proceso de escritura.
3. Lectura. Incluye: el botón de comando para ordenar la lectura, el campo donde se muestra el valor leído y
un led que se ilumina en rojo si ocurre algún error en el proceso de lectura.
6.6.3 Manejo de los modos de operación
Esta sección comprende los elementos necesarios para el manejo de los distintos modos de operación:
• Modo Manual: Profile Velocity, Profile Position, Profile Torque, Electronic Gear y Homing.
• Modo Sincronismo
En la parte superior se incluye un selector que permite desplazarse por las distintas subpantallas existentes (una
por cada modo de operación).

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A continuación, se describen los elementos de cada subpantalla:
Profile Position
1. Botón de activación. Permite ejecutar el movimiento.
2. Led de estado. Muestra el estado del modo de operación.
Color Estado
Negro Desactivado
Naranja Stand-by (activado, pero sin movimiento)
Verde Activado y en movimiento
Rojo Error
Tabla 6-9: Pantalla de operador. Led de estado modo Profile Position
3. Botón de selección de tipo (MOV TYPE). Permite conmutar entre el modo de movimiento absoluto y
relativo.
4. Campos de entrada. Permite configurar directamente los parámetros esenciales del modo de operación:
a. Position Ref. Posición de referencia (PPp_target)
b. Velocity. Velocidad objetivo de movimiento (PPv_target)
c. Accel/Deccel. Aceleración y deceleración en el perfil de velocidad del movimiento.
(RAMP_v_acc/_dec)
Aparecen inicialmente con los valores establecidos por defecto.
Figura 6-53: Sección manejo modos de operación. Modo Profile Position.
Profile Velocity
2. Led de estado. Muestra el estado del modo de operación (Tabla 6-9).
3. Botón de dirección. Permite seleccionar la dirección de movimiento.
4. Velocity Ref. Campo de entrada que permite configurar la velocidad objetivo (PVv_target).

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80
Figura 6-54: Sección manejo modos de operación. Modo Profile Velocity
Profile Torque
2. Led de estado. Muestra el estado del modo de operación (Tabla 6-9).
3. Torque Ref. Campo de entrada que permite configurar el par objetivo (PTtq_target).
Figura 6-55: Sección manejo modos de operación. Modo Profile Torque

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Electronic Gear
2. Led de estado. Muestra el estado del modo de operación (Tabla 6-10)
Color Estado
Negro Desactivado
Verde Activado
Rojo Error
Tabla 6-10: Pantalla de operador. Led de estado modo Electronic Gear
3. Botón de tipo de sincronización. Permite escoger entre el modo de sincronización de posición y el modo
de sincronización de velocidad.
4. Campos de entrada. Permite configurar la relación (numerador/denominador) entre el giro del Maestro y
el giro del Esclavo (GEARnum y GEARdenom)
Figura 6-56: Sección manejo modos de operación. Modo Electronic Gear en eje Maestro (izquierda) y en eje
Esclavo (derecha)
Homing
2. Led de estado. Muestra el estado del modo de operación (Tabla 6-11)
Color Estado
Negro Desactivado
Naranja Homing en progreso
Verde Punto de referencia (HOME) válido
Rojo Error
Tabla 6-11: Pantalla de operador. Led de estado modo Homing

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3. Campos de entrada. Permite configurar directamente los parámetros esenciales del modo de operación:
a. Home Type: Tipo de Homing (HMmethod)
b. Velocity: Velocidad de movimiento (HMv)
c. Referenced Position: Valor de posición real otorgado a la posición mecánica final alcanzada con
el movimiento (HMp_home)
Figura 6-57: Sección manejo modos de operación. Modo Homing.
Modo sincronismo. Maestro
1. Botón de activación. Permite iniciar y mantener el movimiento del Maestro contemplado para este caso
(modo Profile Velocity)
2. Indicador de estado. Tal como se menciona en el apartado 6.5.2.2 el comportamiento del Maestro se
implementa como una máquina de estados. Aquí se indican los diferentes estados por los que va pasando
(SYNC.ESTADO_MASTER).
Modo sincronismo. Esclavo
1. Botón de activación. Permite iniciar y mantener la sincronización del eje Esclavo con el eje Maestro.
2. Led de estado. Iluminado en verde indica que el movimiento del Maestro y del Esclavo están sincronizados.
3. Indicador de estado. El comportamiento del Esclavo también se implementa como una máquina de
estados. Aquí se indican los diferentes estados por los que va pasando (SYNC.ESTADO_SLAVE).
4. Botón modo avanzado. Permite conmutar entre los modos de sincronización básico y avanzado descritos
en los apartados 6.5.2.3 y 6.5.2.4.

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Figura 6-58: Sección manejo modos de operación. Modo Sincronismo en eje Maestro (izquierda) y en eje
Esclavo (derecha)
6.6.4 Monitorización del servo
Esta sección comprende los elementos necesarios para la monitorización de la posición, velocidad y par aplicado
al servomotor, así como para la identificación de errores.
Figura 6-59: Sección monitorización del eje.
1. Monitorización de la posición. En esta subpantalla se mostrará: en azul la posición del servomotor en todo
momento y en rojo la posición de referencia para el modo de operación activo.
a. Para el Maestro, solo aparecerá la posición de referencia en el modo Profile Position.
b. Para el Esclavo, además de en el modo Profile Position, también aparecerá como posición de
referencia, la posición con la que debe sincronizarse en el modo sincronismo:
i. Modo Básico: Posición de referencia = Posición actual del Maestro
ii. Modo Avanzado: Posición de referencia = Posición del indicador que se encuentre en la
parte inferior de la correa.

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2. Monitorización de la velocidad. En esta subpantalla se mostrará: en azul la velocidad del servomotor en
todo momento y en rojo la velocidad de referencia cuando está activo el modo de operación Profile Velocity.
3. Monitorización del par aplicado. En esta subpantalla se mostrará: en azul el par aplicado al servomotor
en todo momento y en rojo el par de referencia cuando está activo el modo de operación Profile Torque.
4. Identificación de errores. Para la identificación de errores del sistema se utiliza la función
MC_READAXISERROR. Cuando cualquiera de las funciones utilizadas de la librería Motion Control
reporta un error (MASTER.ERROR.XXX / SLAVE.ERROR.XXX), la función MC_READAXISERROR
identifica si se trata de un fallo o advertencia del eje, un fallo en la comunicación o un fallo del propio bloque
funcional (MC_XXXX).
Para la interpretación de los códigos de error consultar el parámetro _SigLatched para el “Axis Fault”
(pasándolo de decimal a binario), _WarnLatched para el “Warning” (pasándolo de decimal a binario),
Appendix A de [11] para “MFB Fault” y apartado 9.4 de [5] para “Network Diag” (pasándolo de decimal a
hexadecimal).
Figura 6-60: Identificación de errores en el eje Esclavo con MC_READAXISERROR

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7 TRABAJO FUTURO
En este capítulo se proponen una serie de ideas que permitan:
• Desarrollar conceptos interesantes pero poco tratados durante el presente proyecto que permitan
profundizar en el manejo, puesta en marcha e integración de servomotores.
• Complementar los conocimientos adquiridos.
El listado que procede a continuación busca cubrir el primero de los puntos mientras que los apartados 7.1 y 7.2
cubren el segundo.
• En el apartado 6.3 , se describían tres alternativas para llevar a cabo la configuración de los servo
drives desde su controlador remoto en lugar de utilizar el software de puesta en marcha. Partiendo
del proyecto en Unity Pro adjunto a este documento, se propone realizar la parametrización inicial
descrita en 6.3.1 a partir de las dos últimas alternativas mencionadas:
o Desde la ventana de configuración de cada servo drive.
o Mediante la utilización de las funciones TE_UPLOADDRIVEPARAM y
TE_DOWNLOADDRIVEPARAM (apartado 6.3.3).
• En el apartado 2.11.2 se describían los diferentes métodos de ajuste para el regulador del servo drive.
Una práctica interesante podría ser ajustar el regulador por los tres métodos distintos: Manual,
Semiautomático y Automático. De esa forma, también se conseguiría profundizar en el significado de
todos los parámetros disponibles del regulador y no solo en los básicos que se mencionan en dicho
apartado.
• Con el sistema planteado en el capítulo 1 y siguiendo los pasos allí descritos, programar en
SOMachine la aplicación propuesta en el apartado 6.4. Para la depuración de la aplicación además
de lo descrito en el apartado 5.4, también podría plantearse simular una HMI con el software Vijeo
Designer [18].
• Para completar los conocimientos relativos a los modos de funcionamiento disponibles en el servo
drive, podrían plantearse un par de prácticas en relación con los dos modos de funcionamiento no
implementados en la aplicación del capítulo 1:
o Implementar el modo Interpolated position para que uno de los dos servo pase por una serie
de posiciones determinadas generando una trayectoria interpolada. Para ello será necesario que
el PLC genere la señal SYNC con el periodo adecuado (Figura 7-1).
o Implementar un ejemplo de aplicación del modo Motion Sequence. Se podría probar a
implementar sobre un servo, haciendo uso de SoMove, el ejemplo propuesto en [9].
• Ampliar los conocimientos en el diseño e implementación de perfiles CAM (apartado 3.1.1)
haciendo uso de la serie de videos explicativos propuestos en [19]. Si se dispone de un controlador de
movimiento y servo drive compatible con estos perfiles, podría tratar de implementarse algunas de las
aplicaciones propuestas en dichos videos (p. ej “Alimentación Sincrona de producto mediante usillo”)
haciendo uso de SoMachine y la librería Motion Control (MC_CamIn, MC_CamOut,
MC_CamTableSelect…).

Trabajo futuro
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86
Figura 7-1: Configuración del periodo del mensaje SYNC desde e M340.
7.1 Aplicación a otros fabricantes comerciales
Aunque durante el desarrollo del proyecto se han mencionado únicamente productos de Schneider Electric,
existen otros grandes suministradores de soluciones para aplicaciones de control de movimiento. En este
apartado se ilustra como todo lo desarrollado en este documento puede trasladarse a otros fabricantes
comerciales como Siemens.
Se aconseja revisar la información que se expone para hacer ese ejercicio de extrapolar todo lo visto con
productos de Schneider Electric a productos de Siemens observando las diferencias y semejanzas.
7.1.1 Servo accionamientos
Siemens dispone de una familia de Servo drives (p. ej SINAMICS S21015
) que pueden combinarse con sus servo
motores (p. ej SIMOTICS S-1FK2). Sin embargo, en su caso, están previstos para su uso con un controlador
remoto de nivel superior (PLC, p. ej SIMATICS S7-1500) conectados via PROFINET (Figura 7-2).
En [20] puede consultarse toda la información relativa al servo drive SINAMICS S210 (lista de parámetros,
puesta en marcha, funciones de seguridad integradas, etc.)
7.1.2 Librería Motion Control
Para la programación del control de movimiento de los servo accionamientos, Siemens también integra una
librería de instrucciones Motion Control que también se atienen a la especificación PLCopen con lo que serán
muy similares a las vistas en los softwares de Schneider. Puede consultarse la información detallada de la librería
en [21].
7.1.3 Software de Usuario
Siemens dispone de un entorno denominado TiA Portal que integra todas las herramientas que pone a disposición
del usuario para la configuración y parametrización/programación de los distintos componentes del sistema de
control de movimiento. En el marco de este proyecto cabe destacar dos:
• STEP 7: Permite realizar la configuración hardware y programación del PLC.
• Startdrive: Permite realizar la configuración hardware y parametrización (puesta en marcha) del servo
drive.
15 https://www.new.siemenes.com/global/en/products/drives/sinamics/low-voltage-converters/servo-converter.html [Consultado en: Julio
de 2021]

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Se aconseja la lectura de [22] donde se realiza una introducción a TiA Portal haciendo un previo repaso del
hardware (SIMATIC y SINAMICS) y terminando con un ejemplo de aplicación.
Figura 7-2: Ejemplo de Sistema de control de movimiento de Siemens.
7.2 Maqueta de pruebas para visualización del control de par
Con la implementación práctica del capítulo anterior, el usuario puede activar el modo de funcionamiento de
control de par (Profile Torque) en los servo accionamientos. Sin embargo, más allá de visualizar por software (a
través del supervisor (apartado 6.6.4)) que el par aplicado por el servomotor es igual al demandado, el usuario
no puede comprobar que efectivamente el control en par está funcionando. Por ello, se propone la realización de
otra maqueta de pruebas donde sea posible verificarlo visualmente acoplando a ella uno de los servo
accionamientos disponibles.
La maqueta propuesta es la mostrada en la Figura 7-3. Estaría conformada por un sistema polea-correa que
tendría acoplado el servomotor en la polea grande derecha y un motor paso a paso en la polea grande izquierda.
Adicionalmente se instalarían dos muelles con una cierta tensión en las poleas pequeñas de la izquierda que
servirían para visualizar el par aplicado.
Figura 7-3: Maqueta para visualización de control de par
En el esquema de la derecha se muestra el sistema en funcionamiento. Se aplicaría un par determinado con el
modo Profile Torque a través del servomotor a la vez que las bobinas del motor paso a paso están cortocircuitadas
para que este actue como freno (pero sin llegar a detener el movimiento de la correa). De esta forma, la tensión
en la parte baja de la correa aumenta (el servomotor tira de ella) y se refleja en muelle inferior. Mientras tanto,
la tensión en la parte alta disminuye lo que se refleja en el muelle superior.
Es aconsejable colocar unos interruptores que sirvan para dar señal de parada al servo drive si la correa se tensa
en exceso para evitar que esta se parta.
1: SIMATICS S7-1500
2: PROFINET Bus
3: SINAMICS S210
4: PC Commissioning
5: OCC (One Cable Connection:
incluye potencia, freno del
motor y encoder)
6: SIMOTICS S-1FK2

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ANEXO A: FUNDAMENTOS PROTOCOLO
CANOPEN
El presente Anexo pretende mostrar solo algunas nociones básicas del protocolo CANOpen. Una mayor
información acerca del protocolo puede consultarse en [23].
CANOpen es un protocolo de comunicaciones de alto nivel basado en CANbus y desarrollado por la asociación
CiA (CAN in Automation). Permite la interoperabilidad entre diferentes dispositivos (nodos) de un sistema, así
como su configuración durante y después de su instalación. Hoy en día, es ampliamente utilizado para el control
de la operativa de motores paso a paso y servomotores. Sin embargo, puede ser utilizado en otras muchas otras
aplicaciones.
Figura A-1: Aplicaciones CANOpen
Según el modelo ISO-OSI, el cual estandariza las distintas funciones dentro de un protocolo de comunicación
red y las agrupa en 7 posibles capas, la tecnología CANbus se corresponde con la implementación de las dos
capas inferiores (capa física, a nivel de bit y capa de enlace de datos, a nivel de trama) representando el “medio
de transporte” de los datos a transmitir entre los dispositivos. Por otro lado, el protocolo CANOpen implementa
la capa superior (capa de aplicación, a nivel de dato). En los buses industriales o de campo, las capas intermedias
del modelo OSI pierden su utilidad. El protocolo CANOpen concentra todos los servicios necesarios de las capas
superiores solo en la última capa (Figura A-2).
Figura A-2: Capas CAN en Modelo OSI
Robótica
Manipuladores, cintas transportadoras y otra
maquinaria industrial
Automoción
Maquinaria Agrícola, camiones, trenes,
minería, transporte marítimo...
Medicina
Máquinas de rayos X, dispositivos de
diálisis…

Anexo A: Fundamentos Protocolo CANOpen
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90
A.1 Diccionario de Objetos (OD)
Cada dispositivo de la red cuenta con un diccionario de objetos (OD) que contienen un grupo de parámetros.
Estos parámetros describen como se establece su comunicación con el resto de los dispositivos de la red, su
configuración interna y el control/ejecución de sus funciones.
Figura A-3: Dispositivo de una red CAN
Los parámetros del OD de cualquier dispositivo de la red estarán agrupados en una serie de perfiles o conjuntos
de objetos. Entre ellos cabe destacar:
• Perfil de comunicación (DS301): estos objetos se encargan de gestionar las funciones de
comunicación del dispositivo con la red.
• Perfil de dispositivo (DSP402): estos objetos se encargan de gestionar las funciones de monitorización
y parametrización del propio dispositivo.
• Perfil del fabricante: estos objetos recogen todas las funciones que el fabricante ofrece para la
explotación del dispositivo.
Los diferentes parámetros se identifican y diferencian unos de otros haciendo uso de un índice (16 bits) y un
subíndice (8 bits) (Tabla A-1).
Índice Perfil
1xxxh Perfil de comunicación
3xxxh Perfil de dispositivo
6xxxh Perfil del fabricante
Tabla A-1: Perfiles de objetos en LXM32M
Por último, cabe mencionar que existe el concepto de ficheros EDS que no son más que los propios OD en un
fichero interpretable por el usuario. Para cada parámetro se definen una serie de campos: nombre, valores límites,
valor por defecto, tipo de acceso permitido (lectura, escritura), si admite ser mapeada en un PDO, tipo de dato,
etc (Figura A-4).
Cuando el usuario para la configuración de un dispositivo edita su fichero EDS añadiendo valores a sus
parámetros, pasa a denominarse DCF (device configuration file).

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Figura A-4: Ejemplo de contenido de fichero EDS.
A.2 Mensajes CANOpen
Los mensajes a través de los cuales se hace efectiva la comunicación en una red CAN están conformados por
diferentes partes (Figura A-5):
• COB-ID (11 bits): Identifica el nodo que transmite/recibe los datos (7 bits) y que función de
comunicación emplea.
• RTR (1 bit): Indica si el mensaje contiene un dato o contiene una petición procedente desde otro
dispositivo.
• Dato (68 bits): Los 4 primeros bits indican la longitud del dato/petición y los 64 bits restantes son los
disponibles para la transmisión del dato/petición en sí.
Figura A-5: Mensaje CANOpen

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A.3 Funciones de comunicación
Las funciones que permiten la comunicación de un dispositivo con la red y que se encuentran incluidas dentro
del perfil de comunicación del OD son las siguientes:
1. NMT (Network Management): permite controlar el estado operacional de los dispositivos de la red
mediante distintos comandos (start, stop, reset...)
2. SYNC (Synchronization): permite la sincronización en la transmisión de datos o en la actuación de
varios dispositivos de la red.
Figura A-6: Función SYNC
3. EMCY (Emergency): permite notificar los eventos de error que puedan ocurrir en los dispositivos de
la red.
Figura A-7: Función EMCY
4. TIME (Time Stamp): permite transmitir desde un dispositivo Maestro datos de tiempo a la red (tiempo
global de la red).
Figura A-8:Función TIME
5. PDO (Process Data Object): permite la transmisión de datos entre dispositivos de la red.
6. SDO (Service Data Object): permite leer/escribir valores de los objetos del OD de cualquier
dispositivo de la red.
7. Heartbeat (Node Monitoring): permite mandar un mensaje de confirmación de conexión del
dispositivo a la red para que, en caso de error, el dispositivo Maestro actúe en consecuencia.

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Figura A-9: Función Heartbeat
A.3.1 Transmisión de datos. PDOs y SDOs.
Tanto PDOs como SDOs nos permiten transmitir datos de un dispositivo de la red a otro. Sin embargo, existen
notables diferencias entre ellos.
Los SDOs utilizan parte del espacio del mensaje reservado para el dato, para indicar si se trata de una petición
de lectura o escritura y para incluir la información del índice y subíndice del parámetro en el OD del dispositivo
al que se manda. Es decir, la función SDO emplea un modelo de comunicación entre nodos de tipo
“cliente/servidor” (Figura A-10).
Figura A-10: Intercambio de datos con función SDO
Por otra parte, los PDOs no van provistos de esa cabecera por lo que dejan más espacio para la transmisión de
datos efectivos entre los dispositivos que los SDOs. En el caso de los PDOs, habrá un dispositivo que transmitirá
los datos a la red para que los reciban uno o varios de los dispositivos conectados a la misma (modelo de
comunicación de tipo “productor/consumidor” (Figura A-11)). Por defecto, cada dispositivo solo tiene acceso a
4 PDOs.
Además, los receptores deberán conocer la disposición interna de la trama de los mensajes PDOs (PDO
Mapping) ya que estos no contienen información para identificar al parámetro objetivo. Dependiendo del
dispositivo, algunos PDOs pueden tener un mapeado fijo (el contenido que se envía/recibe por él no puede
cambiarse) mientras que el resto permitirán un mapeado dinámico (el programador decide que parámetros se
envían/reciben en cada PDO).

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Figura A-11:Intercambio de datos con función PDO

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REFERENCIAS
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acceso: Julio 2021].
[2] W. Gastreich, «RealPars,» 9 Julio 2018. [En línea]. Available: https://www.realpars.com/stepper-motor/.
[Último acceso: Julio 2021].
[3] W. Gastreich, «RealPars,» 27 Agosto 2018. [En línea]. Available: https://www.realpars.com/servo-
motor/. [Último acceso: Julio 2021].
[4] W. Gastreich, «RealPars,» 10 Septiembre 2018. [En línea]. Available: https://www.realpars.com/stepper-
motors-advantages/. [Último acceso: Julio 2021].
[5] Schneider Electric, LXM32M Servo accionamiento AC: Manual del producto, 2014.
[6] Schneider Electric, «Schneider Electric,» [En línea]. Available:
https://www.se.com/es/es/product/BSH0551T01A2A. [Último acceso: Julio 2021].
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[8] Schneider Electric, LXM32M Servo accionamiento AC: Módulo CANOpen. Manual del bus de campo,
2018.
[9] Instituto Schneider Electric de Formación, «Práctica 14 - Motion Sequence,» de Lexium 32: Manual de
formación, pp. 82-88.
[10] C. Pena, «infoPLC,» 23 Abril 2008. [En línea]. Available:
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[11] Schneider Electric, EcoStruxure Control Expert: Motion Function Blocks, Block Library, 2018.
[12] Schneider Electric, Lexium Library: Function blocks Software Manual, 2012.
[13] Schneider Electric, SoMachine: Guía de programación, 2018.
[14] Schneider Electric, «CANopen Connection,» de M238 Logic Controller: Hardware Guide, 2011, pp. 97-
100.
[15] Schneider Electric, «Connecting the Modicon M238 Logic Controller to a PC,» de M238 Logic
Controller: Hardware Guide, 2011, pp. 89-92.
[16] Schneider Electric, «Topologías y Diseño de red CANopen,» de CANOpen: Manual de configuración
Hardware, 2018, pp. 11-34.
[17] Schneider Electric, Modicon M340 - CANOpen: Manual de Usuario, 2018.
[18] S. Lozano, «Schneider Electric,» 24 Noviembre 2015. [En línea]. Available:
https://www.se.com/ar/es/faqs/FA27568/. [Último acceso: Julio 2021].
[19] P. G. Isart, «infoPLC,» 08 Octubre 2017. [En línea]. Available:
https://www.infoplc.net/documentacion/210-motion-control-servos-mecatronica/267-curso-motion-
control-4-perfiles-cam. [Último acceso: Julio 2021].
[20] Siemens, SINAMICS S210 Operating Instructions Manual, 2021.
[21] Siemens, S7-1500 Motion Control V4.0 in TIA PORTAL V15. Function Manual, 2017.
[22] P. C. Pomareta, Introducción a TIAPortal con S7-1500, Madrid: Universidad Politécnica de Madrid, 2017.
[23] Schneider Electric, Manual de introducción al CANOpen, bus de campo para máquinas e instalaciones,
2018.

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