36
Programación STEP5 1 PROGRAMACIÓN STEP5

SISTEMAS EMPOTRADOS AUTOMATAS DE … · ¿grafcet? nada 1 10 0/0 1/0 1/0 0/0 1/1 0/0 ... ejercicios de programaciÓn ... t2 u e1 u e2 u e200 u t1 s e201 r e1 r e2 r e200 u e1 u e2

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Programación STEP5 1

PROGRAMACIÓN STEP5

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Programación STEP5 2

ASPECTO EXTERNO

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Programación STEP5 3

FUNCIONAMIENTO Unidades fundamentales

MODELO EN LABORATORIO

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Programación STEP5 4

TIPOS DE MEMORIA• MEMORIA ROM: Programa monitor (fabricante)

• MEMORIA RAM

Programa de usuario escrito / compilado

Imagen del proceso (PAA / PAE)

Imagen de alarmas del proceso

Temporizadores (10ms-9990s) / Contadores(0-999)

Marcas

Otros

• MEMORIA RAM + BATERIA (no volátil)

Marcas, temporizadores, contares (área de memoria configurable)

• EEPROM

Programa de usuario en aplicaciones reales

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Programación STEP5 5

PERIFERIA• Periferia Integrada

• Periferia Externa (E/A 0.0 – E/A 31.0)

Dependiendo del puesto de enchufe que ocupa

Solo se tiene acceso indirecto (a través de las imágenes E/S)

8 variables

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Programación STEP5 6

DESCRIPCION DE CONECTORES

Entradas/Salidas Analógicas (8+1)

Entradas Alarma / Contadores (4+2)

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Programación STEP5 7

JUEGO DE INSTRUCCIONES

Operandos

Modificadores de tamaño E/A/M

B: BYTE W: WORD

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Programación STEP5 8

MODULOS

Estructuración del programa

Prácticas: OB1 y OB21Módulo para programas controlados por tiempo

Módulo para rearme

Watch Dog (ya programado)

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Programación STEP5 9

MODULOS FUNCIONALES-S5 95U

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Programación STEP5 10

ARRANQUE DEL S5 Tipos de arranque: CALIENTE / FRÍO

Arranque en frío

Rearme: Arranque en caliente

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Programación STEP5 11

CICLO PRINCIPAL + ALARMASOB13

Programa de usuario

Identificador de acceso directo a

periferia

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Programación STEP5 12

AWL-INSTRUCCIONES CON VARIABLES BINARIASOPERADOR MODIFICADOR OPERANDO COMENTARO

U, O N E / M / A / T / Z 1ª consulta (Carga)

= E / A / M Asignación

U, O ( AND, OR

O OR de comb. AND

) Eval. op. Aplazada

S E / A / M Pone a ‘1’ si RLO=1

R E / A / M Pone a ’0’ si RLO=1

REGISTRO EN ALU DE UN BIT: RLO (alias VKE STEP 5)

En rojo: Instrucciones que ponen el primer bit de la palabra de estado (/ER) a 0 (‘Inhiben VKE’)

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Programación STEP5 13

BIT DE PRIMERA CONSULTA (/ER)

INSTRUCCIÓN DE PRIMERA CONSULTA

Copia el valor del operando al RLO

Asigna el valor del RLO al operandoInhibición de RLO

Rompe cadena lógica

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Programación STEP5 14

EJEMPLOS: COMBINACIONALESAWLKOP

E 32.0

E 32.1

E 32.2

A 32.0

U E32.0

/ER=1 VKE1

VKE2 (Pila LIFO)

VKE1= VKE1 & VKE2

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Programación STEP5 15

EJEMPLOS: COMBINACIONALES

Ec. de Retención

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Programación STEP5 16

BIT O PALABRA DE ESTADO (/OR)

Como consecuencia el bit de estado(/STA) en la instruccion U M1.0 se

pone automáticamente a 1

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Programación STEP5 17

EJEMPLOS: COMBINACIONALES Asignaciones intermedias

M1.0

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Programación STEP5 18

EJEMPLOS: COMBINACIONALES OR después de Y

A 1.1M1.0 E 1.0 E 1.1

A 1.1E 1.0M1.0

M 1.1 M1.0

A 1.1E 1.0M1.0

M 1.1 M1.0

M 1.2 M1.3

M 1.1 M1.0

M 1.1

M1.4

M1.3

U M1.0U E 1.0OU M1.1UN M1.0OU M1.1U(UN M1.4ON M1.3)= A1.1

U M1.0U E 1.0OU M1.1UN M1.0OU M1.2UN M1.3= A1.1

U M1.0U E 1.0OU M1.1UN M1.0= A1.1

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Programación STEP5 19

Inhiben VKE: /ER=0

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Programación STEP5 20

BIESTABLE RS / SR

S

R Q

E 1.0

E 1.1 A 1.0

SET DOMINANTERESET DOMINANTE

U E1.1

R A1.0

U E1.0

S A1.0

U E1.0

S A1.0

U E1.1

R A1.0 = A1.0?

El orden de las instrucciones importa!

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Programación STEP5 21

EJERCICIOS DE PROGRAMACIÓN Implementar en AWL / KOP

• A) Circulación en un solo sentido

• B) Máquina reconocedora de secuencias 101

C1/0C3/1 C2/0

00,11 01,11,10

10

01

00

00

01,11,10

¿GRAFCET?

NADA 1 10

0/0 1/0

1/0 0/0

1/10/0

¿GRAFCET?

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Programación STEP5 22

CIRCULACIÓN UN SOLO SENTIDO Implementación con Bobinas Set / Reset

Ecuaciones Transición

E 1.0

S

R

M 1.1

M 1.0

E 1.1E 1.0M1.0

S

R

M 1.2

M 1.0

E 1.1E 1.0M1.0

S

R

M 1.0

M 1.1

E 1.1E 1.0M1.1

S

R

M 1.0

M 1.2

E 1.1E 1.0M1.2

QxI Q→

QxI O→

A 1.0M1.2

QxI Q→ ACTIVACIÓN

C1: No hay coches M 1.0 BOOL

C2: Sentido adecuado M 1.1 BOOL

C3: Sentido contrario M 1.2 BOOL

Salida A 1.0 BOOL

Entrada E1 E 1.0 BOOL

Entrada E2 E 1.1 BOOL

C1/0C3/1 C2/0

00,11 01,11,10

10

01

00

00

01,11,10

MAQ DE MOORE

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Programación STEP5 23

CIRCULACIÓN UN SOLO SENTIDO Implementación con Bobinas de asignación

A 1.0M1.2

M 1.1E 1.1E 1.0M1.0

M 1.1 M1.0

M 1.2E 1.1E 1.0M1.0

M 1.2 M1.0

M 1.0E 1.1E 1.0M1.2

M 1.2M 1.1M1.0

M 1.0E 1.1E 1.0M1.1

M 1.2M 1.1M1.0

Activación Activación

QxI Q→

RETENCIÓN

C1: No hay coches M 1.0 BOOL

C2: Sentido adecuado M 1.1 BOOL

C3: Sentido contrario M 1.2 BOOL

Salida A 1.0 BOOL

Entrada E1 E 1.0 BOOL

Entrada E2 E 1.1 BOOL

C1/0C3/1 C2/0

00,11 01,11,10

10

01

00

00

01,11,10

MAQ DE MOORE

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Programación STEP5 24

ECUACIÓN DE RETENCIÓN Forma general de retención

Ea

Es1

Es2

Esn

QxI Q→

C1

C2

Cn

EoCo

EaCoEo

Ea Es1 EsnEs2

1 2 1 2 2s s n s s sRetención( Ea E E EEa ) Ea E E E≡ ⋅ + + ⋅ ⋅ ⋅+ ⋅→

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Programación STEP5 25

RECONOCEDOR DE CADENAS 101 Implementación Bobinas Set / Reset

NADA: Sin secuencia M 1.0 BOOL

1 : 1 detectado M 1.1 BOOL

10:10 detectado M 1.2 BOOL

Salida A 1.0 BOOL

Entrada E 1.0 BOOL

S

R

M 1.1

M 1.0

E 1.0M1.0

S

R

M 1.0

M 1.2

M1.2

E 1.0

E 1.0

S

R

M 1.2

M 1.1

E 1.0M1.1

A 1.0M1.2 E1.0

Ec. Actuadores

MAQ DE MEALY

NADA 1 10

0/0 1/0

1/0 0/0

1/10/0

Problema de Diseño(Transitorios)

¿Duración del nivelde la salida?

Se atraviesa el estado

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Programación STEP5 26

RECONOCEDOR DE CADENAS 101

NADA/0 1/0 10/0 101/1

0 1 1

1 0 1

00

NADA: Sin secuencia M1.0 BOOL

1 : 1 detectado M1.1 BOOL

10:10 detectado M1.2 BOOL

101: 101 detectado M1.3 BOOL

Salida A1.0 BOOL

Entrada E1.0 BOOL

S

R

M 1.1

M 1.0

E 1.0M1.0

S

R

M 1.3

M 1.2

M1.2 E 1.0

S

R

M 1.2

M 1.1

E 1.0M1.1

M1.3 E 1.0

S

R

M 1.0

M 1.3

M1.3 E 1.0

S

R

M 1.1

M 1.3

S

R

M 1.0

M 1.2

M1.2 E 1.0

¡El nivel alto de la salida sigue durandomenos de un ciclo!

A 1.0M1.3

¿Nº de ecuaciones?

MAQ DE MOORE

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Programación STEP5 27

SOLUCIONES PARA NO “ATRAVESAR EL ESTADO”(en el mismo ciclo)

MARCAS DE MEMORIAORDENAMIENTO DE SEGMENTOS

NADA/0 1/0 10/0 101/1

0 1 1

1 0 1

00

NADA: Sin secuencia M1.0 BOOL

1 : 1 detectado M1.1 BOOL

10:10 detectado M1.2 BOOL

101: 101 detectado M1.3 BOOL

Salida A1.0 BOOL

Entrada E1.0 BOOL

S

R

M 1.2

M 1.1

E 1.0M1.1

M mem

S

R

M 1.0

M 1.2

M1.2 E 1.0 M mem

Marca de ciclo

S

R

M 1.0

M 1.2

M1.2 E 1.0

S

R

M 1.2

M 1.1

E 1.0M1.1

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Programación STEP5 28

SOLUCIONES A PROBLEMAS DE DISEÑO

EVENTO P ENTRADA VÁLIDA DE DATOS USAR FLANCOS COMO EVENTOS

1

t

t

1

E 1.0

E 1.0

AUTÓMATA

Entrada

Señal P de sincronismo para lectura válida de entradas

Salida

NADA/0 1/0 10/0 101/1

0 1 1

1 0 1

00

NADA: Sin secuencia M1.0 BOOL

1 : 1 detectado M1.1 BOOL

10:10 detectado M1.2 BOOL

101: 101 detectado M1.3 BOOL

Salida A1.0 BOOL

Entrada E1.0 BOOL¿Cómo se modifica la máquina con la nueva señal de sincronismo P?

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Programación STEP5 29

IMPLEMENTACIÓN DE FLANCOS FLANCO DE SUBIDA

IMPLEMENTACIÓN - AWL

E 32.0

U E 32.0

UN M_Flanco

= M_Pulso

U E 32.0

= M_Flanco

OB1

M_Flanco

t

t

M_Pulso

tciclo

t

1

Memoria

FLANCO DE BAJADA?

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Programación STEP5 30

IMPLEMENTACIÓN DEL GRAFCET EN AWL

Ecuación fundamental: Etapas en serie

1 1 1n n n n nE E T E E− − += ⋅ + ⋅

En-1

En

En+1

Tn-1

Tn

Ecuación de retención del estado

La etapa En se activará, si estando activada la etapa En-1 se satisface la transición Tn-1. A partir de este instante permanecerá activada hasta que se active la En+1

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Programación STEP5 31

EJERCICIOS DE PROGRAMACIÓNCODIFICACIÓN CON BOBINAS SET/RESET QxI Q Q O

OB21

U ReposoU Mpulso

U SaS Edcha

R Reposo

OB1

0

1

2

ON aP S↑ ⋅

bS

aS

DCHA

IZQDA

E 32.0Sa

A32.1Dcha

M1.2Eizqda

A 32.0Izq

E 32.1

M1.1

M1.0Reposo

Sb

Edcha

PON

A B

U Edcha

U SbS Eizqda

R Edcha

U PON

UN Mflanco

= Mpulso

U PON

= Mflanco

PB1

U Edcha

= Dcha

UN Edcha

UN Eizqda

= Reposo

R Dcha

R IzqdaU Eizqda

= Izqda

SPA PB1

BE UN Mno_volatil

= Reposo

R Eizqda

R Edcha

R Dcha

R Izqda

S Mno_volatil

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Programación STEP5 32

EJERCICIOS DE PROGRAMACIÓNCODIFICACIÓN CON BOBINAS DE ASIGNACIÓN QxI Q Q O

OB21

U ReposoU Mpulso

U Sa= Edcha

OB1

0

1

2

ON aP S↑ ⋅

bS

aS

DCHA

IZQDA

E 32.0Sa

A32.1Dcha

M1.2Eizqda

A 32.0Izq

E 32.1

M1.1

M1.0Reposo

Sb

Edcha

PON

A B

U Edcha

UN Eizqda

= Edcha

U PON

UN Mflanco

= Mpulso

U PON

= Mflanco

PB1

U ReposoU Mpulso

U Sa

O

U Edcha

UN Eizqda

= Edcha

U Edcha

= Dcha

UN Edcha

UN Eizqda

= Reposo

R Dcha

R IzqdaU Eizqda

= Izqda

SPA PB1

BE UN Mno_volatil

= Reposo

R Eizqda

R Edcha

R Dcha

R Izqda

S Mno_volatil

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Programación STEP5 33

SET/RESET vs. RETENCIÓNProblema de ‘borrado’ del estado del mundo anterior

E1 E2 E3 E4 E200

E201

T1

T2

U E1U E2

U E200U T1S E201R E1R E2

R E200

U E1U E2

U E200U T1OU E201UN E202= E201

ESCALABILIDAD

Convergencia AND(SET/RESET)

Convergencia AND(Ec. fundamental)

E202

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Programación STEP5 34

DIVERGENCIA ‘OR’

E1 E2 E3 E4 E200

E0

T1 T2 T3 T4 T200

Los eventos Ti deben ser excluyentes entre sí

S

R

Ei

E0

TiE0R

E0T2E0

T1

T200

Ec. Desactivación

S

EiTiE0

Ec. Activación

Divergencia OR (SET/RESET)

U E0U T1S E1R E0

U E0U T2S E2R E0

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Programación STEP5 35

CONVERGENCIA ‘AND’ seguido de DIVERGENCIA AND

E201 E202 E203 E204 E500

E200

T201

E1 E2 E3 E4 E199

T200

E200E2E1 E199

E200

E201

E500 DISCUTIBLE

Ecuación Fundamental (Bobinas de asignación)

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Programación STEP5 36

FIN DE LA PRESENTACIÓN