Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Autómatas Programables: Introducción al Estándar IEC-61131 IEC-61131 Felipe Mateos Martín

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO La Norma IEC-61131 se refiere a: Los autómatas programables (AP ó PLC´s) y a sus periféricos correspondientes, tales como: - Los equipos de programación y depuración (PADT´s) - Los equipos de ensayo (TE´s) - Los interfaces hombre-máquina (MMI´s) Esta norma no trata del sistema automatizado, del cual el autómata programable es un componente básico. PADT: Programming And Debugging Tool TE: Test Equipment MMI: Man-Machine Interface

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Partes de la Norma IEC 61131: Parte 1: Información general Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equipos Parte 3: Lenguajes de programación Parte 4: Guías de usuario Parte 5: Comunicaciones Estándar internacional

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 1: Información General Objetivos Se dan las definiciones y un glosario de los términos utilizados en esta norma. Se identifican las principales características de los sistemas de autómatas programables.

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 1: Información general Estructura funcional de un sistema de autómata programable Función de tratamiento de la señal. Función de interfaz con los sensores y actuadores. Función de comunicación. Función de interfaz hombre-máquina. Funciones de programación, puesta a punto, ensayo y documentación. Funciones de alimentación de corriente

Parte 1: Información general Máquina/proceso Operador Programador Funciones de comunicación Funciones de interfaz hombre-máquina Operador Funciones de program., puesta a punto y ensayo Programador Funciones de tratamiento Sistema operativo Funciones de alimentación corriente Ejecución del programa Memoria de programa Acometida de la red Conjunto de instrucciones Memoria de datos Parte 1: Información general Estructura funcional de un sistema de autómata programable Funciones de tratamiento de señal Funciones programables: control lógico, control secuencial, tratamiento de señales/datos, funciones de interfaz, control de ejecución, configuración del sistema. Sistema operativo. Gestiona las funciones internas del AP. Memoria para el programa de aplicación y almacenamiento de los datos de aplicación: almacenamiento del programa de aplicación, almacenamiento de los datos de aplicación, tipos de memoria, capacidad de memoria, utilización de la memoria. Ejecución del programa de aplicación. Funcionamiento cíclico, por interrupción, tiempo de ciclo, etc. Funciones de comunicación La función de comunicación sirve para el intercambio de programas y datos entre los dispositivos externos y la unidad de tratamiento de la señal del autómata programable. La transmisión de programas y/o datos se efectúa generalmente mediante una transmisión datos en serie a través de redes de área local o enlaces punto-a-punto. Funciones de alimentación de corriente Las funciones de alimentación de corriente generan las tensiones necesarias para el funcionamiento del sistema de PLC y en general proporcionan también señales de control para la sincronización adecuada de marcha/parada del equipo. Puede haber varias fuentes de alimentación según la tensión de alimentación, el consumo de energía, las necesidades de un funcionamiento ininterrumpido, etc. Funciones de interfaz con sensores y actuadores Máquina/proceso IEC-61131 Presentación, 16/05/2000

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 1: Información general Definiciones de “soporte Físico” (Hardware) de un sistema AP Estaciones de E/S remota Periféricos permanentes Periféricos no-conectables en línea Periféricos conectables en línea Procesador principal NO TRANSPORTABLE Procesador principal Estaciones de E/S remota . . . . TRANSPORTABLE . . . . . . . . . PORTÁTIL . . . . . . . . Autómata programable Pariféricos Instalación permanente Instalación NO-permanente Sistema del autómata programable (Sistema AP)

Parte 1: Información general Esquema de interfaz Procesador principal Estación de E/S remota Sistema del autómata programable (AP) Periféricos (permanentes/ NO-permanentes) Parte 1: Información general Esquema de interfaz Entradas digitales y analógicas Memoria(s) y unidad(es) de tratamiento Módulos de salidas Salidas digitales y analógicas Módulos de entradas Transmisión serie, etc.: ordenadores, impresoras Módulos de comunica-ción Acometida de la red Fuente de alimentación Límite de la norma

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equipos Objetivos En esta parte se especifican: Los requisitos eléctricos, mecánicos y funcionales para los autómatas programables y los periféricos correspondientes, así como las condiciones de servicio, almacenamiento y transporte aplicables. La información que ha de suministrar el fabricante. Los métodos y procedimientos de ensayo que han de utilizarse para la comprobación del cumplimiento de los requisitos por parte de los autómatas programables y sus periféricos.

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equipos Condiciones de servicio y requisitos del entorno físico Es responsabilidad del usuario que no se rebasen las condiciones de servicio: Condiciones de servicio normales. Condiciones del entorno físico: temperatura, humedad, contaminación, inmunidad a la corrosión, altitud. Condiciones de servicio y requisitos eléctricos: alimentaciones, ruido eléctrico, sobretensiones, etc. Condiciones de servicio y requisitos mecánicos: Vibraciones, choque, caída libre. Condiciones de servicio especiales. Polvo, humo, partículas radiactivas, vapores, sales, insectos, pequeños animales, etc. Requisitos para el transporte y almacenaje: temperatura, presión atmosférica, humedad relativa.

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equipos Requisitos eléctricos Alimentación de corriente alterna (c.a.) y continua (c.c.). E/S digitales. E/S analógicas. Interfaces de comunicación. Procesador(es) principal(es) y memoria(s) del sistema AP. Estaciones de entrada/salida remota (RIOS). Periféricos: PADT, TE, MMI. Inmunidad al ruido y ruido emitido. Propiedades dieléctricas. Autodiagnósticos y diagnósticos.

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equipos Requisitos mecánicos Protecciones contra el riesgo de choque eléctricos. Requisitos de distancias en el aire y líneas de fuga. Requisitos de inflamabilidad para materiales aislantes. Envolvente. Requisitos mecánicos de los materiales de conexión.. Disposiciones para la tierra de protección. Tierra funcional. Cables y conectores de interconexión. Conexión/desconexión de unidades desmontables. Requisitos de la batería. Marcado e identificación.

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equipos Información que debe facilitar el fabricante El fabricante deberá facilitar a los usuarios la información necesaria para la aplicación, proyecto, instalación, puesta en marcha, funcionamiento y mantenimiento del sistema de autómata programable. Adicionalmente el fabricante puede ocuparse de la formación del usuario. Tabla resumen con la información que se debe facilitar. Tipo y contenido de la información escrita: Catálogos y hojas de características, manuales de usuario, documentación técnica. Información relativa al cumplimiento de esta norma. Información relativa a la fiabilidad. Información relativa a la seguridad.

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equipos Ensayos y verificaciones Se define como ha de verificarse la conformidad del autómata programable y sus periféricos correspondientes con los requisitos fijados en las partes 1 y 2 de la norma. Estos ensayos NO se refieren a los métodos de aplicación de los AP para cumplir con los requisitos del sistema automatizado. Se dividen en ensayos de tipo y ensayos de rutina.

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Partes de la Norma IEC 61131: Parte 1: Información general Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equipos Parte 3: Lenguajes de programación Parte 4: Guías de usuario Parte 5: Comunicaciones

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Objeto y campo de aplicación Definir los lenguajes de programación de uso más corriente, las reglas sintácticas y semánticas, el juego de instrucciones fundamental, los ensayos y los medios de ampliación y adaptación de los equipos. Es el interface entre el programador y el sistema de control

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Elementos comunes Tipos de datos y variables Modelo de software Modelo de comunicación de datos Modelo de programación Unidades de organización del programa Gráfico Funcional Secuencial (SFC) Lenguajes de programación Lista de instrucciones (IL) Texto estructurado (ST) Diagrama de bloques funcionales (FBD) Diagrama de contactos (LD)

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Elementos comunes. Tipos de datos y variables Tipos de datos: booleanos, enteros, reales, byte, palabra, cadenas de caracteres, fecha, hora_del_día, canal analógico de entrada, ..., tipos de datos derivados (creados por el usuario). BOOL, INT, REAL, BYTE, WORD, STRING DATE, TIME_OF_DAY, ... Variables. Asignan direcciones del hardware: E/S , memoria y datos. Locales o globales. Hacen la programación independiente del hardware. ¿Qué es esto? 01010101 10101010

Parte 3: Lenguajes de programación Elementos comunes. Modelo de software Configuración Recurso Recurso Tarea Tarea Tarea Tarea Programa Programa Programa Programa F FB FB FB FB Una configuración es el elemento del lenguaje que corresponde a un sistema de autómata programable tal como se define en la Norma IEC 61131-1. 2. Un recurso corresponde a una “función de tratamiento de señal” y su “interfaz hombre-máquina” y sus funciones de “interfaz de captador y actuador” (si las hay). 3. Una configuración contiene uno o más recursos, cada uno de los cuales contiene uno o más programas ejecutados bajo el control de cero o más tareas. 4. Un programa puede contener uno o más bloques funcionales u otros elementos del lenguaje tal y como se definen en esta parte. 5. Las configuraciones y recursos se pueden arrancar o detener por medio de las funciones de “interfaz de operario, programación, ensayo y control” o “sistema operativo” que se definen en la Norma IEC-61131-1. El arranque de una configuración debe dar lugar a la inicialización de todas sus variables globales, irá seguido por el arranque de todos los recursos de la configuración. El arranque de un recurso deberá dar lugar a la inicialización de todas las variables del recurso, seguida de la habilitación de todas las tareas del recurso. La parada de un recurso debe dar lugar a la inhabilitación de todas sus tareas, mientras que la parada de una configuración deberá dar lugar a la parada de todos sus recursos. 6. Los programas, recursos, variables globales, vías de acceso ( y sus correspondientes privilegios de acceso) y las configuraciones se pueden cargar o suprimir por medio de la “función de comunicación” que se define en la Norma IEC-61131-1. La carga o eliminación de una configuración o recurso será equivalente a la carga o eliminación de todos elementos que contenga. Variables globales y representadas directamente Vías de acceso Función de comunicación (IEC 61131-5)

Parte 3: Lenguajes de programación Modelo de software. PLC convencional. Configuración Recurso Recurso Tarea Tarea Tarea Programa Tarea Programa Programa Programa F FB FB FB FB Variables globales y representadas directamente Vías de acceso Función de comunicación (IEC 61131-5)

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Modelo de comunicación de variables (II) Comunicación mediante variables globales Configuración C Programa A Programa B VAR_EXTERNAL x: BOOL; END_VAR VAR_EXTERNAL x: BOOL; END_VAR FB1 FB2 FB_X VAR_EXTERNAL x: BOOL; END_VAR FB_Y a x x b

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Modelo de comunicación de variables (III) Bloques funcionales de comunicación Configuración C Configuración D Programa A Programa B send1 rcv1 FB1 RD1 FB2 SD1 FB_X FB_Y b a

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Elementos comunes Tipos de datos y variables Modelo de software Modelo de comunicación de datos Modelo de programación Unidades de organización del programa Gráfico Funcional Secuencial (SFC) Lenguajes de programación Lista de instrucciones (IL) Texto estructurado (ST) Diagrama de bloques funcionales (FBD) Diagrama de contactos (LD)

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Unidades de organización de programas, POU´s. Programa de aplicación INPUT OUTPUT IN_OUT EXTERNAL FUNCTION_BLOCK PROGRAM Type Local Type Local GLOBAL INPUT FUNCTION Type Local

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación POU´s. Funciones. Funciones estándar: ADD, SQRT, SIN, COS, MIN, MAX, AND, OR, etc… Funciones definidas por el usuario (ejemplo): FUNCTION Simple: REAL VAR_INPUT A, B : REAL; C : REAL:= 1.0; END_VAR Simple := A*B/C; END_FUNCTION Nombre Declaración de variables Cuerpo de la función

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación POU´s. Bloques funcionales. Ejemplo. Histeresis Q XIN1 XIN2 EPS BOOL REAL FUNCTION_BLOCK Histeresis VAR_INPUT XIN1, XIN2: REAL; EPS: REAL; (* Banda de histéresis *) END_VAR VAR_OUTPUT Q: BOOL := 0 IF Q THEN IF XIN1<(XIN2-EPS) THEN Q:=0 (* XIN decreciendo *) END_IF; ELSEIF XIN1>(XIN2+EPS) THEN Q:=1; (* XIN creciendo *) END_IF END_FUNCTION_BLOCK 1 EPS XIN2 Q

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Unidades de organización del programa (POU´s). Las funciones Los bloques funcionales Los programas Los programas son “un conjunto lógico de todos los elementos y construcciones del lenguaje de programación que son necesarios para el tratamiento de señal previsto que se requiere para el control de una máquina o proceso mediante el sistema de autómata programable”.

Parte 3: Lenguajes de programación POU´s. Programas Configuración Recurso Recurso Tarea Tarea Tarea Programa Tarea Programa Programa Programa F FB FB FB FB Variables globales y representadas directamente Vías de acceso PLC convencional. Función de comunicación (IEC 61131-5)

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Elementos comunes Tipos de datos y variables Modelo de software Modelo de comunicación de datos Modelo de programación Unidades de organización del programa Gráfico Funcional Secuencial (SFC) Elementos de configuración Lenguajes de programación Lista de instrucciones (IL) Texto estructurado (ST) Diagrama de bloques funcionales (FBD) Diagrama de contactos (LD)

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Sequential Function Chart, SFC SFC describe el comportamiento secuencial del programa de control. Deriva de las Redes de Petri y Grafcet (CEI 848). Grafcet Documentación SFC Conjunto de elementos de control de ejecución de una POU IEC-61131 Permite dividir el problema en partes Facilita el rápido diagnóstico de problemas y las tareas de mantenimiento

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Sequential Function Chart, SFC SFC consiste en un conjunto de etapas (STEP´s) en los cuales se realizan una serie de acciones (ACTION BLOCK´s) y unas transiciones (TRANSITION´s) que permite la evolución de una etapa(s) a la(s) siguiente(s). “a” “b” “c” Paso 1 N Llena “d” Transition 1 Bloque de acción Etapa 2 S Vacia “a” Cualificador “b” Nombre de la acción “c” Indicador booleano “d” Acción en LD, FBD, ST ó IL Cada elemento puede ser programado en cualquiera de los lenguajes IEC. Transition 2 Step 3 Sólo FB´s y PRG´s

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Sequential Function Chart, SFC Permite secuencias alternativas y simultáneas Etapa 1 N Llenar Etapa3 Etapa2b S Vaciar Transición 1b Transición 2b Etapa2a S Mezcla Transición 1a Transición 2a Ejemplo de secuencias alternativas

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Elementos comunes Tipos de datos y variables Modelo de software Modelo de comunicación de datos Modelo de programación Unidades de organización del programa Gráfico Funcional Secuencial (SFC) Elementos de configuración Lenguajes de programación Lista de instrucciones (IL) Texto estructurado (ST) Diagrama de bloques funcionales (FBD) Diagrama de contactos (LD)

BAKER ABLE CHARLIE DOG GAMMA ALPHA BETA CONFIGURATION CELL_1 RESOURCE STATION_2 RESOURCE STATION_1 TASK SLOW_1 TASK FAST_1 TASK PER_2 TASK INT_2 P1 P2 P1 P4 PROGRAM F PROGRAM G PROGRAM F PROGRAM H out1 FB1 FB2 y1 FB1 FB2 y1 x1 x1 C c1 D d1 y2 x2 A y1 y2 SLOW_1 B b1 b2 FAST_1 x2 PER_2 HOUT1 SLOW_1 PER_2 INT_2 z1 w z2 %IX1.1 %QW5 VARIABLES GLOBALES Y REPRESENTADAS DIRECTAMENTE BAKER ABLE CHARLIE DOG GAMMA ALPHA BETA VIAS DE ACCESO Ejemplo Configuración Comunicación

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Ejemplo de configuración... Declaraciones de bloques funcionales y parámetros FUNCTION_BLOCK A VAR_OUTPUT y1:UINT; y2:BYTE; END_VAR END_FUNCTION_BLOCK FUNCTION_BLOCK B VAR_INPUT b1:UINT; b2:BYTE; FUNCTION_BLOCK C VAR_OUTPUT c1:BOOL; FUNCTION_BLOCK D VAR_INPUT d1:BOOL; END_VAR VAR_OUTPUT y2:INT; END_VAR PROGRAM F VAR_INPUT x1: BOOL; x2: UINT; END_VAR VAR_OUTPUT y1: BYTE; END_VAR END_PROGRAM PROGRAM G VAR_OUTPUT out1: UINT; END_VAR VAR_EXTERNAL z1: BYTE; END_VAR VAR FB1: A; FB2: B; END_VAR FB1(...); out1 := FB1.y1; z1 := FB1.y2; FB2(b1 := FB1.y1) ; b2 := FB1.y2); PROGRAM H VAR_OUTPUT HOUT1: INT; END_VAR VAR FB1: C; FB2: D; END_VAR FB1(...); FB2(d1 := FB1.c1) ; HOUT1 := FB2.y2;

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Ejemplo de configuración... Configuraciones, recursos, variables CONFIGURATION CELL_1 VAR_GLOBAL w : UINT; END_VAR RESOURCE STATION_1 ON PROCESSOR TYPE_1 VAR_GLOBAL z1 : BYTE ; END_VAR TASK 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_RESOURCE RESOURCE STATION_2 ON PROCESSOR TYPE_2 VAR_GLOBAL z2 : BOOL ; AT %QW5 : INT ; END_VAR TASK 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) ; VAR_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_CONFIGURATION

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Elementos de configuración. Tareas. Existen dos modos de control de la ejecución de tareas: Por evento: Ejecución por flanco ascendente de la entrada SINGLE Por tiempo: Ejecución periódica según la entrada INTERVAL.. Representación gráfica TASK PRIORITY INTERVAL SINGLE Nom_task BOOL TIME UINT PRIORITY establece la prioridad de las tareas ( 0 - máxima) Varios POU´s pueden estar asociados a la misma tarea. No pueden existir tareas a la vez por evento y temporizadas..

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación El estándar IEC-61131 Elementos comunes Lenguajes de programación

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación 4 Lenguajes de programación Lenguajes gráficos Diagrama de escalera (“Ladder Diagram”, LD) Diagrama de Bloques Funcionales (”Function Block Diagram, FBD) Lenguajes literales Lista de instrucciones (“Instruction List”, IL) Texto estructurado (“Structured Text”, ST) La selección del lenguaje de programación depende de la experiencia del programador, de la aplicación concreta, del nivel de definición de la aplicación, de la estructura del sistema de control y del grado de comunicación con otros departamentos de la empresa...

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO S_01 S_02 Manual ( ) LD S_01 S_03 Start S_01 SFC Programación con lenguajes conocidos de PLC ... y lenguaje de alto nivel IL Paso_1 LD Entrada_Manual Transición_02 OR Entrada_Automática AND Desbloqueo ST Funcionamiento Paso_2 LD Entrada_01 Transición_Fin TON Tiempo_01 XOR S_01 S_02 S_03 Lámpara T#12s400ms FBD Tiempo actual IF Data = "EOF" THEN FOR Index:=1 TO 128 DO X:=Read_Data(Datenfeld[index]); IF X > 2500 THEN Alarma:=TRUE; END_IF; END_FOR; ST END_IF;

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Diagrama de escalera (“Ladder Diagram”, LD) Características: Barras de alimentación. Elementos de enlace y estados: flujo de energía. Contactos, bobinas y bloques funcionales Orden de evaluación de las redes. Ejemplo: MAN S_0 Lma FCS EM KMB

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Diagrama de Bloques funcionales (FBD) Características: La representación es coherente con la Norma CEI 617-12. Las salidas de los bloques funcionales no se conectarán entre sí (se precisa bloque “OR”). La evaluación de una red estará terminada antes de la siguiente. Ejemplo: Start AND TON EMER IN Q KM T#4s400ms PT ET V_temp

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Lista de Instrucciones (“Instruction List”, IL) Características: Instrucciones: Etiqueta Operador Operando Comentario START: LD Arranque (*Pulsar botón *) 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 nombre en el campo del operando y los parámetros, si los lleva, en entre paréntesis. Se emplea la operación CAL.

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Texto estructurado (“Structured Text”, ST) Características: Similar al Pascal. Alto nivel, estructurado en bloques. Expresiones:Es una construcción sintáctica que al se evaluada proporciona un valor. Está compuesta por operadores y operandos. La evaluación se efectúa según una tabla de prioridades. Sentencias: De asignación (:=), De control del flujo del programa: llamada a bloque funcional, RETURN De selección: IF, CASE De iteración: FOR, WHILE, REPEAT, EXIT

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Texto estructurado (“Structured Text”, ST) Ejemplo: IF Dato = “EOF” THEN FOR indice:=1 TO 128 DO x:= Read_dato(Canal[indice); IF x>2500 THEN Alarma:=TRUE; END_IF; END_FOR; END_IF

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Entornos de programación Muchos de ellos ofrecen: Pantallas de programación gráfica Soporte para múltiples ventanas Operaciones con el ratón Menús desplegables Ayuda en línea Verificación del software durante el diseño

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Características claves de la calidad IEC 61131-3 Software Estructurado - a través de configuraciones, Recursos y Unidades de Organización de Programa (POUs). Tipeado de Datos - a través de lenguajes que restringen las operaciones a los tipos de datos adecuados. Control de la Ejecución - a través del uso de Tareas. Comportamiento Secuencial Complejo - a través de los Esquemas Funcional Secuencial. Encapsulación del Software - a través del uso de POUs, estructuras y tipos de datos complejos.

Ingeniería de Sistemas IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Parte 3: Lenguajes de programación Beneficios del estándar para los usuarios Reduce el gasto en recursos humanos: formación, depuración, mantenimiento, ... Evita fuentes habituales de problemas por su flexibilidad y reusabilidad. Técnicas de programación adecuadas a todos los sectores. Combinación de elementos y modos de representación. Incrementa la conectividad y comunicacón entre departamentos y compañias. IEC-61131

El estándar es una realidad en papel, y ahora ... IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO El estándar es una realidad en papel, y ahora ...

Han creado el problema de la gallina y el huevo: IEC-61131 Presentación, 16/05/2000 Entornos Integrados de Automatización Ingeniería de Sistemas y Automática UNIVERSIDAD DE OVIEDO Han creado el problema de la gallina y el huevo: USUARIOS VS. PROVEEDORES Ven los beneficios del estándar, pero necesitan productos adecuados que cubran sus necesidades La demanda debe ser capaz de cubrir los gastos en investigación y desarrollode los productos