Pres Iec 61131

Entornos Integradosde Automatizacin

Ingeniera de Sistemas y Automtica

IEC-61131 Presentacin, Oct. 2006 1

Autmatas Programables:IntroducciIntroduccin al Estn al Estndar IECndar IEC--6113161131

Felipe Mateos Martn

IECIEC--6113161131




La Norma IECLa Norma IEC--61131 se refiere a:61131 se refiere a:

Los autmatas programables (AP PLCs) y a sus perifricoscorrespondientes, tales como:

- Los equipos de programacin y depuracin (PADTs)- Los equipos de ensayo (TEs)- Los interfaces hombre-mquina (MMIs)

Esta norma no trata del sistema automatizado, del cual el autmataprogramable es un componente bsico.

PADT: Programming And Debugging ToolTE: Test EquipmentMMI: Man-Machine Interface




LaLa finalidad de esta Norma IECfinalidad de esta Norma IEC--61131 es:61131 es:

Definir e identificar las caractersticas principales que se refieren a laseleccin y aplicacin de los PLCs y sus perifricos.

Especificar los requisitos mnimos para las caractersticas funcionales, lascondiciones de servicio, los aspectos constructivos, la seguridad generaly los ensayos aplicables a los PLCs y sus perifricos.

Definir los lenguajes de programacin de uso ms corriente, las reglassintcticas y semnticas, el juego de instrucciones fundamental, losensayos y los medios de ampliacin y adaptacin de los equipos.

Dar a los usuarios una informacin de carcter general y unas directricesde aplicacin.

Definir las comunicaciones entre los PLCs y otros sistemas.




Partes de la Norma IEC 61131:Partes de la Norma IEC 61131:

Parte 1: Informacin generalParte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposParte 3: Lenguajes de programacinParte 4: Guas de usuario (TR)Parte 5: ComunicacionesParte 7: Fuzzy ControlParte 8: Guas de programacin (TR)




Parte 1: InformaciParte 1: Informacin Generaln GeneralObjetivos

Se dan las definiciones y un glosario de lostrminos utilizados en esta norma.

Se identifican las principales caractersticas de lossistemas de autmatas programables.




Parte 1: InformaciParte 1: Informacin Generaln GeneralDefiniciones

Programacin de aplicacin, lista de asignaciones, sistema automatizado,disponibilidad, BCD, datos booleanos, bus, componente, conexin/desconexin, listade referencia cruzada, equipo de comunicacin de datos (DCE), equipo terminal dedatos (DTE), ejecucin, parada de seguridad, imagen de entrada/salida, entrada,instruccin, fallo interno, diagrama de escalera , lenguaje (FBD, IL, LD, ST, SFC),sistema de control lgico, procesador principal (MPU), interface hombre-mquina(MMI), tiempo medio entre fallos (MTBF), red, en lnea, salida, programa, perifrico,barras de corriente, autmata programable (AP PLC), equipo de programacin ypuesta a punto (PADT), estacin de entrada/salida remota (RIOS), reinicio, sistema decontrol secuencial, transmisin de datos en serie, soporte lgico (software), salida enmodo fuente/sumidero, equipo de ensayo (TE), tiempo (retardo, ejecucin, respuesta,exploracin, transferencia), temporizador (de retardo de conexin/desconexin),programa de usuario, perro guardin, bit, byte, palabra GLOSARIO




Parte 1: InformaciParte 1: Informacin generaln generalEstructura funcional de un sistema de autmata programable

Funcin de tratamiento de la seal. Funcin de interfaz con los sensores y actuadores. Funcin de comunicacin. Funcin de interfaz hombre-mquina. Funciones de programacin, puesta a punto, ensayo y

documentacin. Funciones de alimentacin de corriente



IEC-61131 Presentacin, Oct. 2006




Conjunto deinstruccionesConjunto deinstrucciones

SistemaoperativoSistemaoperativo

Ejecucin delprogramaEjecucin delprograma

Memoria deprogramaMemoria deprograma

Memoria dedatosMemoria dedatos

Acometidade la red

Funciones detratamiento

Funciones de interfaz consensores y actuadores

Funciones de interfazhombre-mquina

Funciones de program.,puesta a punto y ensayo

Funciones decomunicacin

Mquina/proceso

Operador

Programador

Funcionesdealimentacincorriente

Parte 1:Parte 1:InformaciInformacinngeneralgeneralEstructura funcionalde un sistema deautmata programable




Parte 1: InformaciParte 1: Informacin generaln generalEstructura funcional de un sistema de autmata programableFuncin de interfaz con los sensores y actuadores

Tipos deseales de E/S

Tipos deseales de E/S

Binarias Digitales Analgicas Etc.

Caractersticas delsistemas de E/S

Caractersticas delsistemas de E/S

Tratamiento Conversin Aislamiento

Mquina/proceso

Unidad de tratamiento

Alimentacin




Parte 1: InformaciParte 1: Informacin generaln generalEstructura funcional de un sistema de autmata programableFuncin de interfaz hombre-mquina (MMI)

Informacin deestado, valores

Informacin deestado, valores

Consignas,ajustes

Consignas,ajustes

Operador




Parte 1: InformaciParte 1: Informacin generaln generalEstructura funcional de un sistema de autmata programableFunciones de programacin, puesta a punto, ensayo y documentacin

ProgramacinProgramacin

Arranque delsistemaautomatizado

Arranque delsistemaautomatizado

Programador

Documentaciny archivado

Documentaciny archivado




Parte 1: InformaciParte 1: Informacin generaln generalDisponibilidad y fiabilidad, es responsabilidad del usuario en cuanto a:

Arquitectura del sistema automatizado. Redundancias,tolerancia a fallos, funciones de diagnstico.

Arquitectura del sistema del autmata programable, porejemplo, estructura modular con autodiagnstico

Diseo, ensayo y mantenimiento del programa deaplicacin. Incluir funciones de diagnstico de la ejecucin, anlisis ydeteccin de averas.

Condiciones de instalacin y servicio. Mejorar las condicionesde trabajo y del entorno.




Parte 1: InformaciParte 1: Informacin generaln generalCaractersticas ergonmicas

Generales. Uso eficaz del sistema del AP y sus perifricos, reduccin deerrores, fatiga y riesgo para el operario.

Indicadores de estado, para CPUs, fuentes de alimentacin y elsistema de E/S.

Pantallas y teclados. Visibilidad, disposicin, confirmaciones, ...

Otras recomendaciones. Ventiladores, acabado superficial, aristasvivas, portabilidad.




Parte 1: InformaciParte 1: Informacin generaln generalDefiniciones de soporte Fsico (Hardware) de un sistema AP

Autmata programable

Procesadorprincipal

Estacionesde E/Sremota

NO TRANSPORTABLE

. . . . TRANSPORTABLE . . . .

. . . . . PORTTIL . . . . . . . .

Procesadorprincipal

Estacionesde E/Sremota

Perifricospermanentes

Perifricosno-conectablesen lnea

Perifricosconectablesen lnea

Parifricos

Instalacin permanente

Sistema del autmata programable (Sistema AP)

Instalacin NO-permanente




Memoria(s)y unidad(es)de tratamiento


Mdulosde comunica-cin


Mdulosde salidasMdulosde salidas

Mdulosde entradasMdulosde entradas

Fuente de alimentacin

Entradas digitalesy analgicas

Salidas digitalesy analgicas

Acometidade la red

Procesador principal

Perifricos(permanentes/ NO-permanentes)

Estacin de E/Sremota Sistema del autmataprogramable (AP)

Lmite de la norma

Parte 1:Parte 1:InformaciInformacin generaln generalEsquema de interfaz

Transmisin serie,etc.: ordenadores,impresoras




Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposParte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposObjetivos

En esta parte se especifican:

Los requisitos elctricos, mecnicos y funcionales para losautmatas programables y los perifricos correspondientes, ascomo las condiciones de servicio, almacenamiento y transporteaplicables.

La informacin que ha de suministrar el fabricante. Los mtodos y procedimientos de ensayo que han de utilizarse

para la comprobacin del cumplimiento de los requisitos por partede los autmatas programables y sus perifricos.




Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposParte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposDefiniciones

Parte accesible, batera, circuito o equipo (clase I, II, III), factor de cobertura,lnea de fuga, tierra, inmunidad, entrada/salida digital, aislamiento,alimentacin de red, procesador principal (MPU), microentorno, salida aprueba de cortocircuitos, categora de sobretensin, grado de contaminacin,conector desmontable, temperatura (aire ambiente), ensayo, cableado(interno, externo), ...




Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposParte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposCondiciones de servicio y requisitos del entorno fsico

Es responsabilidad del usuario que no se rebasen las condiciones de servicio:

Condiciones de servicio normales.O Condiciones del entorno fsico: temperatura, humedad, contaminacin,

inmunidad a la corrosin, altitud.O Condiciones de servicio y requisitos elctricos: alimentaciones, ruido

elctrico, sobretensiones, etc.O Condiciones de servicio y requisitos mecnicos: Vibraciones, choque,

cada libre.

Condiciones de servicio especiales. Polvo, humo, partculasradiactivas, vapores, sales, insectos, pequeos animales, etc.

Requisitos para el transporte y almacenaje: temperatura, presinatmosfrica, humedad relativa.








Mdulosde salidasMdulosde salidas

Mdulosde entradasMdulosde entradas

Fuente de alimentacin

Entradas digitalesy analgicas

Salidas digitalesy analgicas

Transmisin serie,etc.: ordenadores,impresoras

Acometidade la red

Procesador principal

Perifricos(permanentes/ NO-permanentes)

Estacin de E/Sremota Sistema del autmataprogramable (AP)

Lmite de la norma

Parte 2: Especificaciones yParte 2: Especificaciones yensayos de los equiposensayos de los equiposRequisitos elctricosEsquema tpico de un sistema AP




Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposParte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposRequisitos elctricos

Alimentacin de corriente alterna (c.a.) y continua (c.c.). E/S digitales. E/S analgicas. Interfaces de comunicacin. Procesador(es) principal(es) y memoria(s) del sistema AP. Estaciones de entrada/salida remota (RIOS). Perifricos: PADT, TE, MMI. Inmunidad al ruido y ruido emitido. Propiedades dielctricas. Autodiagnsticos y diagnsticos.




Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposParte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposRequisitos mecnicos

Protecciones contra el riesgo de choque elctricos. Requisitos de distancias en el aire y lneas de fuga. Requisitos de inflamabilidad para materiales aislantes. Envolvente. Requisitos mecnicos de los materiales de conexin.. Disposiciones para la tierra de proteccin. Tierra funcional. Cables y conectores de interconexin. Conexin/desconexin de unidades desmontables. Requisitos de la batera. Marcado e identificacin.




Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposParte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposInformacin que debe facilitar el fabricante

El fabricante deber facilitar a los usuarios la informacin necesaria para laaplicacin, proyecto, instalacin, puesta en marcha, funcionamiento ymantenimiento del sistema de autmata programable. Adicionalmente elfabricante puede ocuparse de la formacin del usuario.

Tabla resumen con la informacin que se debe facilitar. Tipo y contenido de la informacin escrita: Catlogos y hojas de

caractersticas, manuales de usuario, documentacin tcnica. Informacin relativa al cumplimiento de esta norma. Informacin relativa a la fiabilidad. Informacin relativa a la seguridad.




Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposParte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposEnsayos y verificaciones

Se define como ha de verificarse la conformidad del autmataprogramable y sus perifricos correspondientes con los requisitosfijados en las partes 1 y 2 de la norma.

Estos ensayos NO se refieren a los mtodos de aplicacin de losAP para cumplir con los requisitos del sistema automatizado.

Se dividen en ensayos de tipo y ensayos de rutina.




Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposParte 2: Especificaciones y ensayos de los equiposEnsayos y verificaciones

Ensayos de tipo Equipos a ensayar. Procedimientos de verificacin. Condiciones generales para los ensayos. Ensayos climticos, mecnicos y elctricos. Verificacin de las caractersticas de la alimentacin de c.a. y c.c. Verificacin de las caractersticas de entrada/salida. Verificacin de las caractersticas del procesador principal. Verificacin de las estaciones de E/S remotas. Verificacin de las caractersticas de los perifricos. Verificacin del autodiagnstico y diagnstico.

Ensayos de rutina Ensayo estndar de rigidez dielctrica Ensayo de continuidad de la tierra de proteccin.




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnObjeto y campo de aplicacin

Definir los lenguajes de programacin de uso mscorriente, las reglas sintcticas y semnticas, el juego deinstrucciones fundamental, los ensayos y los medios deampliacin y adaptacin de los equipos.

E s e l i n t e r f a c e e n t r e e l p r o g r a m a d o r ye l s i s t e m a d e c o n t r o l




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnDefiniciones

Tiempo absoluto, va de acceso, accin, argumento, matriz, asignacin,bloque funcional biestable, cadena de bits, cuerpo, llamada, cadena decaracteres, comentario, compilar, tipo de datos, declaracin, delimitador,doble palabra, flanco ascendente/descendente, funcin, diagrama de bloquesfuncionales, direccionamiento, valor, parmetro de entrada, instancia, literalentero, palabra clave, etiqueta, real largo, temporizador con retardo deconexin/desconexin, parmetro de salida, sentido de corriente, unidad deorganizacin de programa, recurso, tarea, retorno, etapa, secuencia,transicin, representacin simblica, etc...




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnEl estndar IEC-61131

Elementos comunes

Lenguajes de programacin




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinn

Elementos comunes Tipos de datos y variables Modelo de software Modelo de comunicacin de datos Modelo de programacin Unidades de organizacin del programa Grfico Funcional Secuencial (SFC) Elementos de configuracin

Lenguajes de programacin Lista de instrucciones (IL) Texto estructurado (ST) Diagrama de bloques funcionales (FBD) Diagrama de contactos (LD)




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnElementos comunes. Tipos de datos y variables

Tipos de datos: booleanos, enteros, reales, byte, palabra, cadenasde caracteres, fecha, hora_del_da, canal analgico de entrada, ..., tiposde datos derivados (creados por el usuario).

BOOL, INT, REAL, BYTE, WORD, STRINGDATE, TIME_OF_DAY, ...

Variables. Asignan direcciones del hardware: E/S , memoria y datos.Locales o globales. Hacen la programacin independiente del hardware.

Qu es esto?01010101 10101010




ConfiguraciConfiguracinn

Tarea TareaTarea Tarea

RecursoRecurso

Programa Programa Programa Programa

FB FB FB FB

Variables globales y representadas directamente

Vas de acceso

Funcin de comunicacin (IEC 61131-5)

Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnElementos comunes. Modelo de software

F





Tarea Tarea Tarea

Recurso

Programa Programa Programa

FB FB FB FB


Vas de acceso


Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnModelo de software. PLC convencional.

F

Tarea

Programa

Recurso




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnModelo de comunicacin de variables (I)

Flujo de datos dentro de un programa

Programa A

a

FB1 FB2FB_X FB_Y

b




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnModelo de comunicacin de variables (II)

Comunicacin mediante variables globales

Configuracin C

VAR_GLOBALx: BOOL;

END_VAR

Programa A Programa BVAR_EXTERNALx: BOOL;END_VAR

VAR_EXTERNALx: BOOL;END_VAR

FB2FB1FB_X FB_Y

ba x x




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnModelo de comunicacin de variables (III)

Bloques funcionales de comunicacin

Configuracin C Configuracin D

Programa A Programa B

FB1 FB2

FB_X FB_Y

ab

send1 rcv1

SD1 RD1




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnModelo de programacin

Elementos de los lenguajes de programacin de un AP

Tipos de datos derivados Unidades de organizacin de programa, POUs

FuncionesBloques funcionalesProgramas

Elementos del diagrama secuencial (SFC) Elementos de configuracin

Variables globalesRecursosTareasVias de acceso

Fig. 2c- Bloques funcionales de comunicacin

Programade aplicacin





Elementos comunes Tipos de datos y variables Modelo de software Modelo de comunicacin de datos Modelo de programacin Unidades de organizaciUnidades de organizacin del programan del programa Grfico Funcional Secuencial (SFC) Elementos de configuracin





Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnUnidades de organizacin del programa (POUs)

Programas

Bloquesfuncionales

Funciones




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnUnidades de organizacin de programas, POUs.

PROGRAM

GLOBAL

LocalType

FUNCTION

INPUT

LocalType

FUNCTION_BLOCK

INPUT OUTPUT IN_OUT EXTERNAL

LocalType

P r o g r a m a d e a p l i c a c i n




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnPOUs. Funciones

Una funcin se define como una unidad de organizacin delprograma que al ser ejecutada suministra exactamente un elementode datos y cuya invocacin se puede utilizar en lenguajes literalescomo operando en una expresin. Ejemplo:

X := SIN(Y)+ COS(Z)

Las funciones no deben contener ninguna informacin de estadointerno, es decir, que la invocacin de una funcin con los mismosargumentos (parmetros de entrada) debe suministrar siempre elmismo valor (salida).




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnPOUs. Funciones.

Funciones estndar:

ADD, SQRT, SIN, COS, MIN, MAX, AND, OR, etc

Funciones definidas por el usuario (ejemplo):

FUNCTION Simple: REALVAR_INPUT

A, B : REAL;C : REAL:= 1.0;

END_VARSimple := A*B/C;

END_FUNCTION

Declaracin de variables

Cuerpo de la funcin

Nombre




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnPOUs. Bloques funcionales, FBs

Un bloque funcional es una unidad de organizacin del programa que al serejecutada suministra uno o ms valores. Existe la posibilidad de crear mltiplos(copias) de un bloque funcional, denominadas instancias.

Cada instancia llevar asociado un identificador (el nombre de la instancia)y una estructura de datos que contenga sus variables de salida e internas.

Todos los valores de las variables de salida e internas debern persistir deuna ejecucin del bloque funcional al siguiente, por lo que la llamada de unmismo bloque funcional con los mismos argumentos (parmetros de entrada)no tiene por qu dar siempre los mismos valores de salida.




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnPOUs. Bloques funcionales. Ejemplo.

FUNCTION_BLOCK HisteresisVAR_INPUT

XIN1, XIN2: REAL;EPS: REAL; (* Banda de histresis *)

END_VARVAR_OUTPUT

Q: BOOL := 0END_VAR

IF Q THENIF XIN1(XIN2+EPS) THEN

Q:=1; (* XIN creciendo *)END_IF

END_FUNCTION_BLOCK

1

EPSEPS

0

XIN2

Q

Histeresis

QXIN1

XIN2

EPS

BOOL

REAL

REAL

REAL




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnUnidades de organizacin del programa (POUs).

Las funciones Los bloques funcionales Los programasLos programas

Los programas son un conjunto lgico de todos los elementos y construccionesdel lenguaje de programacin que son necesarios para el tratamiento de sealprevisto que se requiere para el control de una mquina o proceso medianteel sistema de autmata programable.





Tarea Tarea Tarea

Recurso

Programa Programa Programa

FB FB FB FB


Vas de acceso


Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnPOUs. Programas

F

Tarea

Programa

Recurso

PLC convencional.




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnPOUs. Programas.

Flujo de datos dentro de un programa

Comunicacin entre programas:* en la misma configuracin (variables globales), o* en configuraciones distintas (vas de acceso, comunicaciones)

Programa AFB1 FB2

Programa A Programa B





Elementos comunes Tipos de datos y variables Modelo de software Modelo de comunicacin de datos Modelo de programacin Unidades de organizacin del programa GrGrfico Funcional Secuencial (SFC)fico Funcional Secuencial (SFC) Elementos de configuracin





Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnSequential Function Chart, SFC

SFC describe el comportamiento secuencial del programa decontrol. Deriva de las Redes de Petri y Grafcet (CEI 848).

GrafcetDocumentacinGrafcetGrafcetDocumentacin

SFCConjunto de elementosde control de ejecucinde una POU

SFCConjunto de elementosde control de ejecucinde una POU

IECIEC--6113161131

Permite dividir el problema en partes Facilita el rpido diagnstico de problemas y las tareas

de mantenimiento




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnSequential Function Chart, SFC

SFC consiste en un conjunto de etapas (STEPs) en los cuales se realizan unaserie de acciones (ACTION BLOCKs) y unas transiciones (TRANSITIONs) quepermite la evolucin de una etapa(s) a la(s) siguiente(s).

Paso 1 N Llena

Step 3

Etapa 2 S Vacia

Transition 1

Transition 2

Bloque de acciBloque de accinn

a b c

d

a Cualificadorb Nombre de la accinc Indicador booleanod Accin en LD, FBD, ST IL




Etapa 1 N Llenar

Etapa3

Etapa2b S Vaciar

Transicin 1b

Transicin 2b

Etapa2a S Mezcla

Transicin 1a

Transicin 2a

Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnSequential Function Chart, SFCPermite secuencias alternativas y simultneas

Ejemplo desecuencias alternativas





Elementos comunes Tipos de datos y variables Modelo de software Modelo de comunicacin de datos Modelo de programacin Unidades de organizacin del programa Grfico Funcional Secuencial (SFC) Elementos de configuraciElementos de configuracinn






Tarea TareaTarea Tarea

RecursoRecurso

Programa Programa Programa Programa

FB FB FB FB


Vas de acceso


Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnElementos comunes. Modelo de software

F




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnElementos de configuracin.

Una configuracin se compone de:

RECURSOS

TAREAS

VARIABLES GLOBALES

VIAS DE ACCESO

Veamos esto con un ejemplo ....




CONFIGURATION CELL_1

TASKSLOW_1

TASKPER_2

TASKFAST_1

TASKINT_2

PROGRAM F PROGRAM G PROGRAM F PROGRAM H

Ay1y2

SLOW_1

Bb1b2

FAST_1

Cc1

Dd1

y2

Comunicacin

RESOURCE STATION_1 RESOURCE STATION_2

P1 P2

SLOW_1

x1x2

y1 FB1 FB2out1

P1 P4

PER_2

FB1 FB2

PER_2

INT_2HOUT1

BAKER ABLE CHARLIE DOG GAMMA ALPHA BETAVIAS DE ACCESO

%IX1.1 w z2z1 %QW5

VARIABLES GLOBALES Y REPRESENTADAS DIRECTAMENTE

x1x2

y1

Ejemplo Configuracin




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnEjemplo de configuraciEjemplo de configuracin...n...Declaraciones de bloques funcionales y parmetros

FUNCTION_BLOCK AVAR_OUTPUT y1:UINT;

y2:BYTE;END_VAREND_FUNCTION_BLOCK

FUNCTION_BLOCK BVAR_INPUT b1:UINT;

b2:BYTE;END_VAREND_FUNCTION_BLOCK

FUNCTION_BLOCK CVAR_OUTPUT c1:BOOL;END_VAR

END_FUNCTION_BLOCK

FUNCTION_BLOCK DVAR_INPUT d1:BOOL; END_VARVAR_OUTPUT y2:INT; END_VAR

END_FUNCTION_BLOCKPROGRAM FVAR_INPUT x1: BOOL; x2: UINT; END_VARVAR_OUTPUT y1: BYTE; END_VAREND_PROGRAMPROGRAM GVAR_OUTPUT out1: UINT; END_VARVAR_EXTERNAL z1: BYTE; END_VARVAR FB1: A; FB2: B; END_VARFB1(...); out1 := FB1.y1; z1 := FB1.y2;FB2(b1 := FB1.y1) ; b2 := FB1.y2);END_PROGRAMPROGRAM HVAR_OUTPUT HOUT1: INT; END_VARVAR FB1: C; FB2: D; END_VARFB1(...);FB2(d1 := FB1.c1) ; HOUT1 := FB2.y2;END_PROGRAM




Parte 3:Parte 3:Lenguajes deLenguajes deprogramaciprogramacinnEjemplo deEjemplo deconfiguraciconfiguracin...n...Configuraciones,recursos, variables

CONFIGURATION CELL_1VAR_GLOBAL w : UINT; END_VARRESOURCE STATION_1 ON PROCESSOR TYPE_1

VAR_GLOBAL z1 : BYTE ; END_VARTASK SLOW_1(INTEGRAL := t#20ms, PRIORYTY := 2) ;TASK FAST_1(INTERVAL := t#10ms, PRIORYTY := 1) ;PROGRAM P1 WITH SLOW_1 ;

F(x1 := %IX1.1) ;PROGRAM P2 : G(out1 => w,

FB1 WITH SLOW_1,FB2 WITH FAST_1) ;

END_RESOURCERESOURCE STATION_2 ON PROCESSOR TYPE_2

VAR_GLOBAL z2 : BOOL ;AT %QW5 : INT ;

END_VARTASK PER_2(INTERVAL := t#50ms, PRIORITY := 2) ;TASK INT_2(SINGLE := z2, PRIORITY := 1) ;PROGRAM P1 WITH PER2 :

F(x1 := z2, x2 := w) ;PROGRAM P4 WITH INT 2 :

H(HOUT1 => %QW5,FB1 WITH PER_2) ;

END_RESOURCEVAR_ACCESS

ABLE : STATION_1.%IX1.1 : BOO READ_ONLY ;BAKER : STATION_1.P1.X2 : BOO READ_ONLY ;CHARLIE : STATION_1.z1 : BOO READ_ONLY ;DOG : w : BOO READ_ONLY ;ALPHA : STATION_2.P1.y1 : BOO READ_ONLY ;BETA : STATION_2.P4.HOUT1 : BOO READ_ONLY ;GAMMA : STATION_2.z2 : BOO READ_ONLY ;

END_VAREND_CONFIGURATION

CONFIGURATION CELL_1VAR_GLOBAL w : UINT; END_VARRESOURCE STATION_1 ON PROCESSOR TYPE_1

VAR_GLOBAL z1 : BYTE ; END_VARTASK SLOW_1(INTEGRAL := t#20ms, PRIORYTY := 2) ;TASK FAST_1(INTERVAL := t#10ms, PRIORYTY := 1) ;PROGRAM P1 WITH SLOW_1 ;

F(x1 := %IX1.1) ;PROGRAM P2 : G(out1 => w,

FB1 WITH SLOW_1,FB2 WITH FAST_1) ;

END_RESOURCERESOURCE STATION_2 ON PROCESSOR TYPE_2

VAR_GLOBAL z2 : BOOL ;AT %QW5 : INT ;

END_VARTASK PER_2(INTERVAL := t#50ms, PRIORITY := 2) ;TASK INT_2(SINGLE := z2, PRIORITY := 1) ;PROGRAM P1 WITH PER2 :

F(x1 := z2, x2 := w) ;PROGRAM P4 WITH INT 2 :

H(HOUT1 => %QW5,FB1 WITH PER_2) ;

END_RESOURCEVAR_ACCESS

ABLE : STATION_1.%IX1.1 : BOO READ_ONLY ;BAKER : STATION_1.P1.X2 : BOO READ_ONLY ;CHARLIE : STATION_1.z1 : BOO READ_ONLY ;DOG : w : BOO READ_ONLY ;ALPHA : STATION_2.P1.y1 : BOO READ_ONLY ;BETA : STATION_2.P4.HOUT1 : BOO READ_ONLY ;GAMMA : STATION_2.z2 : BOO READ_ONLY ;

END_VAREND_CONFIGURATION




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnElementos de configuracin. Tareas.

Tarea es un elemento de control de ejecucin que es capaz de iniciarla ejecucin de un conjunto de POUs: programas y bloques funcionales,

cuyas instancias estn en la declaracin de los programas.

TASKSLOW_1

TASKFAST_1

PROGRAM F PROGRAM G

SLOW_1 FAST_1

RESOURCE STATION_1

P1 P2

SLOW_1

FB1 FB2

Las tareas son habilitadasimplcitamente cuandoest habilitado el recurso alque estn asociadas.




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnElementos de configuracin. Tareas.

Existen dos modos de control de la ejecucin de tareas:

TASK

PRIORITY

INTERVAL

SINGLE

Nom_task

BOOLTIME

UINT

Por evento: Ejecucin por flanco ascendente de la entrada SINGLE Por tiempo: Ejecucin peridica segn la entrada INTERVAL..

PRIORITY establece laprioridad de las tareas ( 0 - mxima)

Varios POUs pueden estar asociadosa la misma tarea.

No pueden existir tareasa la vez por evento y temporizadas..




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnEl estndar IEC-61131

Elementos comunes

Lenguajes de programaciLenguajes de programacinn




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinn4 Lenguajes de programacin

Lenguajes grficosDiagrama de escalera (Ladder Diagram, LD)Diagrama de Bloques Funcionales (Function Block Diagram, FBD)

Lenguajes literalesLista de instrucciones (Instruction List, IL)Texto estructurado (Texto estructurado (Structured TextStructured Text,, STST))

La seleccin del lenguaje de programacin depende de la experienciadel programador, de la aplicacin concreta, del nivel de definicin de laaplicacin, de la estructura del sistema de control y del grado decomunicacin con otros departamentos de la empresa...




Programacin con lenguajesconocidos de PLC... y lenguaje de alto nivel

LD Entrada_ManualOR Entrada_AutomticaAND DesbloqueoST Funcionamiento

LD Entrada_01

IL

( )S_01 S_02

S_03

Manual

S_01 LD

TONTiempo_01

XORS_01S_02S_03 Lmpara

T#12s400ms

FBD Tiempo actual

Start

Paso_1

Paso_2

S_01

Transicin_02

Transicin_Fin

SFC

IF Data = "EOF" THENFOR Index:=1 TO 128 DO

X:=Read_Data(Datenfeld[index]);IF X > 2500 THEN Alarma:=TRUE;END_IF;

END_FOR;END_IF; ST




Caractersticas comunes:

Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnLenguaje Grficos (LD y FBD)

Los elementos del lenguaje grfico se representan mediante caracteresISO/CEI 646 o elementos grficos o semigrficos.

Una red es un conjunto de elementos grficos interconectados, que debeser identificada (un nmero, p.e.).

Reglas de evaluacin de redes. Vas de realimentacin. Posibilidad de saltos y retornos (condicionales e incondicionales).

( )S_01 S_02

S_03

Manual

S_01 LD TONTiempo_01

XORS_01S_02S_03 Lmpara

T#12s400ms

FBD Tiempo actual




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnDiagrama de escalera (Ladder Diagram, LD)Caractersticas: Barras de alimentacin. Elementos de enlace y estados: flujo de energa. Contactos, bobinas y bloques funcionales Orden de evaluacin de las redes.

MAN S_0 Lma

FCS EM

KMB

Ejemplo:




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnDiagrama de Bloques funcionales (FBD)Caractersticas: La representacin es coherente con la Norma CEI 617-12. Las salidas de los bloques funcionales no se conectarn entre

s (se precisa bloque OR). La evaluacin de una red estar terminada antes de la siguiente.

Ejemplo:Start

IN

PT ET

QEMER

T#4s400ms

KM

V_temp

TONAND




Caractersticas comunes:

Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnLenguaje Literales (IL y ST)

La representacin de literales. Los siguientes elementos de

estructuracin de las POUs:

TYPE ... END_TYPEVAR ... END_VARVAR_INPUT ... END_VARVAR_OUTPUT ... END_VARVAR_IN_OUT... END_VARVAR_EXTERNAL .. END_VARFUNCTION ... END_FUNCTIONFUNCTION_BLOCK ... END_FUNCTION_BLOCKPROGRAM .. END_PROGRAMSTEP ... END_STEPTRANSIION ... END_TRANSITIONACTION ... END_ACTION

LD Entrada_ManualOR Entrada_AutomticaAND DesbloqueoST Funcionamiento

LD Entrada_01

IL

IF Data = "EOF" THENFOR Index:=1 TO 128 DO

X:=Read_Data(Datenfeld[index]);IF X > 2500 THEN Alarma:=TRUE;END_IF;

END_FOR;END_IF; ST




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnLista de Instrucciones (Instruction List, IL)Caractersticas:

Instrucciones:Etiqueta Operador Operando Comentario

START: LD Arranque (*Pulsar botn *)ANDN %MX5 (* No inhibidor *)ST SALIDA (* Conecta calefactor *)

Operadores:LD, ST, S, R, AND, OR, XOR, ADD, SUB, MUL, DIV, GT, GE, EQ,NE, LE, LT, JMP, CAL, RET, )

Funciones y bloques funcionales. Se coloca el nombreen el campo del operando y los parmetros, si los lleva, enentre parntesis. Se emplea la operacin CAL.




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnTexto estructurado (Structured Text, ST)Caractersticas:

Similar al Pascal. Alto nivel, estructurado en bloques. Expresiones:Es una construccin sintctica que al se evaluada

proporciona un valor. Est compuesta por operadores y operandos.La evaluacin se efecta segn una tabla de prioridades.

Sentencias:De asignacin (:=),De control del flujo del programa:

llamada a bloque funcional, RETURNDe seleccin: IF, CASEDe iteracin: FOR, WHILE, REPEAT, EXIT




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnTexto estructurado (Structured Text, ST)

Ejemplo:

IF Dato = EOF THENFOR indice:=1 TO 128 DO

x:= Read_dato(Canal[indice);IF x>2500 THEN Alarma:=TRUE;END_IF;

END_FOR;END_IF




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnEntornos de programacin

Muchos de ellos ofrecen:

g Pantallas de programacin grficag Soporte para mltiples ventanasg Operaciones con el ratng Mens desplegablesg Ayuda en lneag Verificacin del software

durante el diseo




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnCaractersticas claves de la calidad IEC 61131-3

Software Estructurado - a travs de configuraciones,Recursos y Unidades de Organizacin de Programa(POUs).

Tipeado de Datos - a travs de lenguajes que restringenlas operaciones a los tipos de datos adecuados.

Control de la Ejecucin - a travs del uso de Tareas.

Comportamiento Secuencial Complejo - a travs delos Esquemas Funcional Secuencial.

Encapsulacin del Software - a travs del uso dePOUs, estructuras y tipos de datos complejos.




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnBeneficios del estndar para los usuarios

EducacinInstalacin

MantenimientoProgramacin

Control deprocesos

Discrete Mnf

Integrador desistemas

Usted ?




Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacinnBeneficios del estndar para los usuarios

g Reduce el gasto en recursos humanos:formacin, depuracin, mantenimiento, ...

g Evita fuentes habituales de problemaspor su flexibilidad y reusabilidad.

g Tcnicas de programacin adecuadas atodos los sectores.

g Combinacin de elementos y modos derepresentacin.

g Incrementa la conectividad ycomunicacn entre departamentos ycompaias.

Function"LIMIT"

Function"TEST"

FunctionBlock"Turning"

FunctionBlock"Feeding"

FunctionBlock"Heating"

SoftwareLibrary

IECIEC--6113161131




El estndar es una realidaden papel, y ahora ...




Han creado el problema dela gallina y el huevo:

n Ven los beneficios del estndar,pero necesitan productosadecuados que cubran susnecesidades

n La demanda debe ser capazde cubrir los gastos eninvestigacin y desarrollodelos productos

USUARIOSUSUARIOS PROVEEDORESPROVEEDORESVS.VS.

Documents

Pres Iec 61131