plc scheneider.pdf para aprender a proramar

Ignacio Bravo MUAPI 1
Departamento
Electrónica
Ignacio Bravo
Departamento de Electrónica. Universidad de Alcalá
Escuela Politécnica Superior. Campus Universitario.
Ctra. Madrid-Barcelona Km. 33.600
28871 – Alcalá de Henares (Madrid)
http://www.depeca.uah.es ibravo@depeca.uah.es
PLCs DE
SCHNEIDER
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Í
ÍNDICE DEL TEMA
NDICE DEL TEMA
1.
1.-
- Introducci
Introducció
ón Schneider Electric
n Schneider Electric
2.
2.-
- PLCs
PLCs de Schneider
de Schneider
3.
3.-
- PLC M340
PLC M340
4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO
5.
5.-
- Configuraci
Configuració
ón del Hardware
n del Hardware
6.
6.-
- Descarga de programas
Descarga de programas
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1.
1.-
- Introducci
Introducció
ón Schneider
n Schneider
• Schneider es un gran grupo que ofrece
soluciones completas dentro del campo de la
gestión y control de la energía.
• Surge como evolución/fusión de varias
empresas desde el año 1836.
• Schneider (1999) Schneider Electric
• Modicon (1996) , Square D (1991).
Telemecanique (1988), Merlin Gerin (1975)
Pasa a ser una marca del grupo Schneider
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1.
1.-
- Introducci
Introducció
ón Schneider
n Schneider
• Líneas de productos de Schneider:
– Automatización y Control Industrial (PLCs, Software, todo
tipo de accionamientos y sensores)
– Distribución Eléctrica (alumbrado de emergencia,
canalización, mecanismos, medidores, relés, etc.)
– Sistemas de Instalación y Control (domótica, redes, etc.)
– Automatización y seguridad de edificios (video vigilancia,
identificación, etc.)
– Servicios de Energía y Refrigeración crítica (SAI, MGE,
Software de climatización, etc.)
– Soluciones de Energía Renovable (Medidores de energía,
conexiones a red eléctrica, interruptores automáticos, etc.)
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2.
2.-
- PLCs
PLCs de Schneider
de Schneider
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2.
2.-
- PLCs
PLCs de Schneider
de Schneider
• Estructura de un rack MODICON: todos los módulos se
pueden quitar y poner en “caliente” con la CPU en RUN
(excepto PS y la CPU)
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3.
3.-
- PLC MODICON M340
PLC MODICON M340
• Especificaciones del sistema:
• Restricciones mecánicas:
– Choques: 50g
– Vibraciones: 5g
– Temperatura: 0-60ºC
• Trabaja normalmente hasta altitudes de 4000m
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3.
3.-
- PLC MODICON M340
PLC MODICON M340
• La CPU que se va a utilizar para todas las
aplicaciones es la BMX P34 2010.
• Sus características principales son:
– Tamaño pequeño
– Alta densidad (hasta 1024 E/S digitales, hasta 256 E/S
analógicas)
– Puertos de comunicación integrados (Ethernet,
CANOPEN, Modbus Serie).
• Una CPU está siempre instalado sobre un rack en la
dirección 0 y posición 00
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3.
3.-
- PLC MODICON M340
PLC MODICON M340
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3.
3.-
- PLC MODICON M340
PLC MODICON M340
Características CPU BMX P34 2010:
– Bus CANOpen y Bus MODBUS integrado
– Tarjeta de memoria
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3.
3.-
- PLC MODICON M340
PLC MODICON M340
• Las CPU BMX P34 xxx
de MODICON M340
usan una tarjeta de
memoria BMX RMS
008MPx para guardar
aplicaciones, datos y
páginas web.
• Las tarjetas de memoria
Schneider son las únicas
compatibles con los
procesadores BMX
P34xxx.
Tarjeta de memoria para BMX P34 2010
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3.
3.-
- PLC MODICON M340
PLC MODICON M340
• La aplicación que corre en la
CPU es la que está en la tarjeta de
memoria.
• Cuando se enciende la
alimentación se descarga
automáticamente.
• También se puede forzar
manualmente la transferencia
CPU a la tarjeta mediante un bit
del sistema.
Tarjeta de memoria para BMX P34 2010
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3.
3.-
- PLC MODICON M340
PLC MODICON M340
• Existen varios
indicadores LED que
permiten un diagnóstico
rápido del estado del
PLC:
– Funcionamiento del PLC
– La tarjeta de memoria
– La comunicación con los
módulos
– La comunicación serie
– La comunicación en la red
CANopen y Ethernet
Diagnóstico de la CPU
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3.
3.-
- PLC MODICON M340
PLC MODICON M340
• Hay que distinguir entre
la memoria RAM, Flash
y Cata memoria (tarjeta
SD).
• El programa se salva
automáticamente en la
SD después de una
descarga o una
modificación online
Memoria Física de la CPU
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3.
3.-
- PLC MODICON M340
PLC MODICON M340
• Tarjetas Digitales
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4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Definici
Definició
ón
n
• Unity Pro es el software único de
programación, puesta a punto y explotación de
los autómatas Modicon, M340, Premium,
Quantum y coprocesadores Atrium.
• Unity Pro recoge todas las ventajas de los
software PL7 y Concept y ofrece un conjunto
completo de nuevas funciones para obtener más
productividad y apertura hacia otros softwares.
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4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Metodolog
Metodologí
ía (1/2)
a (1/2)
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4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Metodolog
Metodologí
ía (2/2)
a (2/2)
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4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Generalidades (1/3)
Generalidades (1/3)
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4.
4.-
- UNITY PRO
Generalidades (2/3)
• Hardware soportado con UNITY
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4.
4.-
- UNITY PRO
Generalidades (3/3)
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4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Funcionalidad (1/2)
Funcionalidad (1/2)
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4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Funcionalidad (2/2)
Funcionalidad (2/2)
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• Interface de usuario
4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Entorno (1/5)
Entorno (1/5)
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• Barras de herramientas comunes
4.
4.-
- UNITY PRO
Entorno (2/5)
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• Biblioteca de funciones: existe la posibilidad de crear
funciones propias (DFB) (librerías) para
posteriormente ser reutilizadas en otros procesos.
• Posee al igual que Siemens un Administrador Hardware
para configurar el rack.
• Posee herramientas de depuración. Concretamente se
dispone de un simulador con las mismas características
que el PLC real. También se dispone de forzado de
variables, watch-point y pantallas gráficas
4.
4.-
- UNITY PRO
Entorno (3/5)
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4.
4.-
- UNITY PRO
Entorno (4/5)
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• Lenguajes soportados por UNITY:
– LD: Lenguaje de contactos
– FDB: Lenguaje de bloques funcionales
– IL: Lista de instrucciones
– ST: Literal estructurado
– SFC: Diagrama funcional en secuencia
4.
4.-
- UNITY PRO
Entorno (5/5)
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• Una variable es una zona de Memoria de diferentes tipos cuyos
contenidos pueden ser modificados por el programa durante su
ejecución. Pose un nombre simbólico (32 caracteres) y siempre
un tipo.
– Variable alocatada (direccionada): variable asociada a una dirección de
memoria física determinada
– Variable no alocatada (no direccionada): variable a la que el sistema da
una dirección libre. No sabemos su dirección
4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Variables (1/6)
Variables (1/6)
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• Existen diferentes tipos de variables:
– BOOL/EBOOL : Variable Booleana será FALSA (0) o
VERDADERA (1). EBOOL gestiona también la detección
de flancos
– WORD : Representa una cadena de 16 bits , significando
una longitud de datos de 16 bits
– INT : representa un valor entero. El rango de valores es de -
32768 hasta 32767
– UINT : Representa un valor entero sin signo. El rango de
valores es de 0 hasta 65535
– REAL : Representa un valor decimal. El rango de valores es
de -3.40e+38 a 3.40e+38
4.
4.-
- UNITY PRO
Variables (2/6)
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• Una variable se puede crear bien en la
edición de un programa o dentro del
módulo de edición de variables.
4.
4.-
- UNITY PRO
Variables (3/6)
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4.
4.-
- UNITY PRO
Variables (4/6)
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• ¿Cómo se llaman a las variables?
– %Tipo_Membastidor.slot_modulo.canal
– Entradas Digitales: %Ir.m.c
– Salidas Digitales: %Qr.m.c
– Entradas Analógicas: %IWr.m.c
– Salidas Analógicas: %QWr.m.c
• Las constantes son unas variables del tipo INT,
DINT o REAL alocatadas en el campo constante (
%K ), o variables usadas en direcciones directas (
%KW, %KD, o % KF). Sus contenidos no pueden
modificarse por el programa durante la ejecución.
4.
4.-
- UNITY PRO
Variables (5/6)
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• Se pueden entrar valores literales como
– Base 2 (binario) 2#1111111111111111
– base 8 (octal) 8#177777
– base 10 (decimal) 65535 (10# no se necesita)
– base 16 ( hex) 16#FFFF
– Tiempo de 5 segundos : t#5s o time#5s
4.
4.-
- UNITY PRO
Variables (6/6)
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• Diferentes tareas
– Tarea única (solamente MAST) o multitarea
(MAST y FAST )
– Tarea de eventos : Evento de E/S (EVT) y evento
de temporizador
• Modo de ejecución
– Ejecución cíclica (solamente para tarea MAST )
– Ejecución periódica
• Secciones
– Las tareas están estructuradas en secciones de
programa
• Subrutinas (SR)
– Las tareas MAST y FAST pueden contener
subrutinas.
– Una subrutina se llama desde una sección o desde
otra subrutina
4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Estructura Aplicaci
Estructura Aplicació
ón (1/7)
n (1/7)
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• MAST: Tarea principal
– con secciones y subrutinas
– Programación en LD, FBD, IL,
ST o SFC
– Ejecución cíclica o periódica (
0..255 ms, 0 = operación cíclica )
– Controlado por el watch dog, bits
y palabras sistema
• FAST: Tarea rápida
– Con secciones y subrutinas
– Programación en LD, FBD, IL,
ST
– Ejecución periódica ( 1..255 ms )
– Controlado por el watch dog, bits
y palabras sistema
4.
4.-
- UNITY PRO
ón (2/7)
n (2/7)
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• EVT o TIMER: Tareas de eventos
– Permiten reducir el tiempo de respuesta del
programa de aplicación a los eventos desde módulos
de entrada / salida, sucesos temporizados
– Programación en secciones simples en LD, FBD, IL,
ST
– EVTi: eventos procedentes de módulos de entrada /
salida
– TIMERi: eventos procedentes de eventos
temporizados ( función ITCNTRL )
4.
4.-
- UNITY PRO
ón (3/7)
n (3/7)
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• Modos de ejecución
4.
4.-
- UNITY PRO
ón (4/7)
n (4/7)
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4.
4.-
- UNITY PRO
ón (5/7)
n (5/7)
• Ejemplo de tarea principal (MAST) y tarea
rápida (periodo=20ms)
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SECCIONES
• Cada tarea puede estar compuesta de un número
de secciones
• Atributos asociados con una Sección
– Nombre: 32 caracteres máximo ( los acentos
– son posibles, pero los espacios no)
– Lenguaje: LD, FBD, IL, ST o SFC
– Tareas asociadas: LD, FBD, IL, ST o SFC
– Condición ( opcional ) : validación bit para
– ejecutar, configuración directa
– Comentario: 256 caracteres como máximo
– Protección: protección escritura, protección
– de lectura / escritura
• Orden de ejecución de las secciones
– Orden en el que aparecerán en el explorador
4.
4.-
- UNITY PRO
ón (6/7)
n (6/7)
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SUBRUTINAS
• Programado como entidades
separadas, cualquiera en LD, IL, ST,
FBD
• Las llamadas a las subrutinas se cargan
fuera en las secciones o desde otras
subrutinas
• El número de anidamientos está
limitado a 8. Una subrutina no puede
llamarse a sí misma ( no recursivo )
• Conectado a una tarea, la misma
subrutina no puede llamarse desde
varias tareas diferentes
4.
4.-
- UNITY PRO
ón (7/7)
n (7/7)
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Análisis de la aplicación
• Permite la detección de errores generados para cada
modificación de la aplicación
• Todos los tipos de errores detectados durante la fase de análisis
se muestran automáticamente en la pantalla en la ventana de
resultados
• Este mensaje, que aparece en comas invertidas en la ventana de
resultados te permite acceder directamente a la parte del
programa para ser corregido haciendo un doble clic.
4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Generaci
Generació
ón Aplicaci
n Aplicació
ón (1/2)
n (1/2)
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Construcción
• El menú “Generar” permite
acceder a las herramientas del
software usadas para generar un
proyecto
• Regenerar todos los proyectos
– Crear un archivo que pueda
telecargarse en el PLC o en el
Simulador PLC
• Generar proyecto
– Solo tiene en cuenta los cambios
hechos en el proyecto existente
4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Generaci
Generació
ón Aplicaci
n Aplicació
ón (2/2)
n (2/2)
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• Durante la creación de una sección, se ha de establecer
con qué lenguaje de programación se desea trabajar.
Para la confección de secciones en los distintos
lenguajes de programación, se encuentran disponibles
editores especiales:
– Editor FBD (Function Block Diagram): Lenguaje de
bloques de función;
– Editor LD (Ladder Diagram) :Lenguaje de contactos;
– Editor SFC (Sequential Function Chart):Lenguaje de
desarrollo secuencial o Grafcet;
– Editor IL (Instruction List) : Lista de instrucciones;
– Editor ST (Structured Text): Lenguaje literal estructurado.
4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Editores(1/1)
Editores(1/1)
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• El lenguaje FBD (Function Block Diagram)
permite la programación gráfica de los bloques
de función según CEI 61131-3.
4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO FBD (1/16)
FBD (1/16)
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• Los Diagramas de Bloques de función consisten
en un Editor gráfico orientado al dibujo de
bloques. El lenguaje consiste en los Bloques de
Funciones reusables elementales y derivados.
4.
4.-
- UNITY PRO
FBD (2/16)
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4.
4.-
- UNITY PRO
FBD (3/16)
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• Hay 3 métodos de acceso a los objetos de
programación FBD:
1. Hacer clic “ Edición ”, entonces “ nuevo ”...
2. Usar la barra de herramientas de objetos FBD
3. Colocar el cursor en el editor lógico de Windows,
entonces hacer clic con el botón derecho del
ratón para seleccionar el grupo de objetos
4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO FDB (4/16)
FDB (4/16)
(2)
(1)
(3)
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4.
4.-
- UNITY PRO
FDB (5/16)
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4.
4.-
- UNITY PRO
FDB (6/16)
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4.
4.-
- UNITY PRO
FDB (7/16)
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• La librería Base_Lib
contiene las
funciones más
habituales:
– Lógicas
– Tiempo
– Matemáticas
– Comparación
4.
4.-
- UNITY PRO
FDB (8/16)
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• Una vez elegido el bloque , para poner un bloque en el
editor, se ha de hacer un clic izquierdo sobre él, dejar el
ratón activado hasta que ha elegido el lugar donde quiere
poner el bloque. Por ejemplo: elegimos el bloque
“AND_BOOL”.
4.
4.-
- UNITY PRO
FDB (9/16)
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• ¿Cómo asignar una variable,
una señal o un literal
(constante) a un bloque?:
1. Una vez puesto el componente
en la hoja, clic sobre el terminal
de entrada/salida al que asignar
variable
2. Doble clic sobre el terminal de
entrada/salida al que asignar
variable para que se despliegue
el menú de variables
(1)
4.
4.-
- UNITY PRO
FDB (10/16)
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4.
4.-
- UNITY PRO
FDB (11/16)
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• Lógica básica y funciones de tiempo
4.
4.-
- UNITY PRO
FDB (12/16)
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• Funciones básicas matemáticas
4.
4.-
- UNITY PRO
FDB (13/16)
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• Latches y comparadores
4.
4.-
- UNITY PRO
FDB (14/16)
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• Contadores
4.
4.-
- UNITY PRO
FDB (15/16)
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Secuencia de ejecución
• A la derecha hay un ejemplo de la
secuencia de objetos en una sección
FBD.
• La secuencia de ejecución se
determina por la posición de las FFBs
dentro de la sección ( ejecutada de
izquierda a derecha y desde arriba
abajo ). Si los FFBs están conectados
gráficamente, la secuencia de
ejecución esta determinada por la
señal de flujo
• La secuencia de ejecución está
indicada por el número de ejecución
(número en la esquina superior
derecha del FFB)
4.
4.-
- UNITY PRO
FDB (16/16)
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• El lenguaje Ladder (LD) es el de representación de un programa en
diagrama de contactos/relés.
• Un grupo de objetos enlazados juntos sin enlaces a otros objetos
(excluyendo la línea de potencia) se llama red.
• La secuencia de proceso se determina por el flujo de datos dentro de
la sección. Las redes conectadas a la izquierda de la línea de potencia
se procesan desde principio a final.
• En el lado izquierdo del editor LD se encuentra la denominada
barra de alimentación izquierda. Esta barra de alimentación
izquierda corresponde a la fase (conductor L) de un circuito de
corriente. Al igual que en un circuito de corriente, en la
programación LD sólo se editan los objetos LD que estén
conectados a una fuente de alimentación, es decir, que estén
conectados a la barra de alimentación izquierda. La barra de
alimentación derecha equivale al conductor neutro.
4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Ladder
Ladder (1/6)
(1/6)
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4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Ladder
Ladder (2/6)
(2/6)
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• Las comunicaciones son conexiones entre
los objetos LD ( contactos, bobinas y
FFBs etc.)
• Hay 2 tipos diferentes de comunicaciones:
– Las comunicaciones boleanas constan de
uno o más segmentos de comunicación de
objetos Boleanos (contactos, bobinas ) con
otros.
– También hay 2 tipos de estas
comunicaciones: Comunicaciones
boleanos Horizontales, permiten contactos
secuenciales y bobinas intercambiables
– Comunicaciones boleanas Verticales,
permiten contactos paralelos y bobinas
intercambiables.
– Los links FFB – conexiones FFB son
combinaciones de los segmentos
horizontales y verticales que conectan
entradas / salidas FFB con otros objetos.
4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Ladder
Ladder (3/6)
(3/6)
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4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Ladder
Ladder (4/6)
(4/6)
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• Barra de herramientas de LD
4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Ladder
Ladder (5/6)
(5/6)
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Conexiones de Objetos:
• Todos los contactos pueden estar conectados en serie ( AND -
BOOL )
• Todos los contactos pueden estar conectados en paralelo ( OR -
BOOL )
• Todos los contactos pueden estar conectados juntos, en paralelo o en
serie
• La red debe estar conectada al rail de potencia
• El rail de potencia se refiere a los datos de tipo BOOL
• FFB’s pueden insertarse en cualquier posición de la red
• Las bobinas tienen que estar conectadas a los contactos o a las salidas
FFB
• ¡ El lado derecho e izquierdo de las bobinas siempre tienen el mismo
valor !
4.
4.-
- UNITY PRO
UNITY PRO Ladder
Ladder (6/6)
(6/6)
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5.
5.-
- Configuraci
Configuració
ón del Hardware (1/3)
n del Hardware (1/3)
Fases de un diseño con UNITY:
– Crear nuevo proyecto
– Configurar Hardware:
• CPU BMX P34 2020 1.0 (firmware)
• Tarjeta E/S Digitales (DDM16022)
• Tarjeta E Analógicas (AMI0410)
• Tarjeta Ethernet (NOE0100)
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¿Qué rango de direcciones maneja mi CPU?
• Esta CPU posee marcas libres para propósito
general:
– %M0-511 de tipo binario
– %MW0-1023 de tipo 16 bits
– %KW0-255
• También maneja direcciones de E/S:
– Canal, configuración, sistema, estado, comando,
implícitos.
5.
5.-
- Configuraci
Configuració
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• Para ver las direcciones que soporta la CPU,
dentro del menú configuración doble click en la
CPU, pestaña Objetos de E/S
5.
5.-
- Configuraci
Configuració
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6.
6.-
- Descarga de programas (1/6)
Descarga de programas (1/6)
• Una vez editado un programa, los siguientes pasos son:
– Seleccionar modo de funcionamiento: PLC/Simulador
– Analizar: Detecta posibles errores de sintaxis
– Generar cambios: Modifica el fichero transferible al PLC con
los nuevos cambios
– Regenerar el proyecto: Preparar el fichero transferible al PLC
– Conectar al PLC: Conecta física o virtualmente (modo
simulador) el PC con el PLC
– Transferir programa al PLC.
– RUN: Lanza el programa
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• Proyecto no generado
6.
6.-
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• Proyecto generado
6.
6.-
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• PLC Conectado
6.
6.-
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• Proyecto transferido pero no arrancado
6.
6.-
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• Proyecto transferido y arrancado
6.
6.-
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