CUARTA PARTE: ARQUITECTURA DEL SOFTWARE

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1 CUARTA PARTE: ARQUITECTURA DEL SOFTWARE
CURSO BASICO PLC TWIDO CUARTA PARTE: ARQUITECTURA DEL SOFTWARE

2 4.1. Estructura de Memoria de un PLC
Módulo de Procesamiento DATOS RAM PROGRAMA RAM o EEPROM Los datos son guardados en RAM la cual puede ser guardada reservada en batería. Las constantes y el programa son guardados en RAM protegida o EEPROM. El tamaño de las diferentes partes de memoria depende de la potencia del procesador y si existen o no extensiones de memoria adicionales. CONSTANTES

3 4.1. Estructura de Memoria de un PLC
Usada para guardar las variables usadas por el programa de aplicación. Estos datos son disponibles en los modos de lectura y escritura. DATOS Usada para guardar el programa. Sólo puede ser combinada por una terminal de programación conectada al módulo de procesamiento. PROGRAMA Está reservada para guardar las constantes usadas en el programa. Las constantes sólo pueden ser cambiadas usando la terminal de programación. CONSTANTES

4 4.1.1. Memoria de Datos Memoria de Datos de la CPU Variables internas
Variables de la Interface Variables de los bloques de función Variables del sistema

5 Variables de la Interface Variables de los bloques de función
Memoria de Datos Variables diseñadas para guardar datos mientras que la aplicación está corriendo. Variables internas Variables de las diferentes interfaces de aplicación digital, análoga o específica. Variables de la Interface Variables de los bloques de función Variables asignadas a los distintos bloques de función: temporizadores, contadores, etc. Variables del sistema Variables usadas para informar o actuar en el estado del PLC.

6 Variables internas El programa o la aplicación puede utilizar variables de diferentes formatos en los modos de Lectura/Escritura. Nombre Sintaxis Formato Bit %M… 1 bit Byte %MB… 8 bits Word %MW… 16 bits Double word %MD… 32 bits Floating %MF…

7 a. Direccionamiento de las variables
Para direccionar una variable de la interfase es necesario establecer exactamente su ubicación física. Esto es referido como direccionamiento topológico. Para direccionar las palabras de intercambio de entrada/salida puede utilizar: Objeto Posición de la interfase en el rack Número de canal en la interfase Formato Tipo de objeto % I W Y . r

8 a. Direccionamiento de las variables
Para direccionar las entradas o salidas puede utilizar: Objeto % I W x . y . z Número de canal Tipo de objeto Formato Tipo de E/S Posición del controlador

9 b. Variables del Proceso
Sintaxis Formato Uso Entradas Digitales %I XY.i.r 1 bit Sensores digitales, sensores de límite… Salidas Digitales %Q XY.i.r Contactores, relés, luces de indicación. Entradas Análogas %IW XY.i.r 16 bits Temperatura, velocidad, presión, posición o datos actuales. %ID XY.i.r Salidas Análogas %QW XY.i.r Temperatura, velocidad, presión, comandos de ajuste de posición. %QD XY.i.r 32 bits Direccionamiento de tipo topológico

10 Ejemplo %IW 0.3.12 Variable tipo word No 12
Slot 3 %IW Variable tipo word No 12 Interfaz localizada en el Slot 3 Rack No 0 Rack 0 Verificar

11 Ejercicio Direccionamiento
Ejercicio “HOLA MUNDO” Verificar todas las entradas

12 4.4. Tablas de animación, función de ventanas múltiples
La animación de un programa proporciona una vista de los valores actuales de las variables cuando el programa está en estado online, ya sea en ejecución o detenido. Resulta muy útil para depurar, ya que las modificaciones en los valores se pueden ver mientras se ejecuta el programa para así comparar los valores reales con los esperados. Las tablas de animación son usadas durante la fase de depuración de la aplicación. Sirven para agrupar variables en una ventana simple para observar o cambiar sus valores en tiempo real. La función de ventanas múltiples puede ser usada para monitorear: El estado del PLC. Programa. Los datos.

13 4.4. Editor de tablas de animación
El Editor de tablas de animación se utiliza para visualizar valores de variables cuando el PC está conectado a un autómata que se encuentra en funcionamiento o detenido. La animación de las variables resulta útil para la depuración y ajuste de un programa online. Es posible visualizar las modificaciones de las variables durante el desarrollo de un programa con el fin de comparar los valores actuales y los anteriores.

14 Animación de un programa
Cuando se anima un programa Ladder, aparecen los siguientes datos en el visualizador de Ladder Logic: Los contactos, bobinas y objetos especiales con resultados lógicos de 1 aparecen resaltados. Las variables de los datos de los bloques de función, de comparación y de operación se muestran con los valores actuales y los preestablecidos. Los operandos binarios aparecen como 0 ó 1, mientras que todos los demás valores aparecen en formato hexadecimal o decimal, según el formato seleccionado en el cuadro de diálogo Preferencias.

15 4.5. Editor de símbolos El Editor de símbolos se utiliza para crear y gestionar los símbolos utilizados en un programa. El Editor de símbolos puede visualizarse en los modos online y offline, pero no está disponible en el modo Supervisar. La tabla de símbolos se compone de columnas para símbolos, comentarios y direcciones, organizados como una hoja de cálculo con filas para definir los símbolos individuales.

16 4.5 Editor de símbolos

17 EJERCICIO CON SIMBOLOS

18 Comentarios Es posible añadir un comentario a las líneas de código del programa. Es posible escribir un comentario para cada escalón del programa. Para hacerlo, simplemente se debe pulsar dos veces en la cabecera de el escalón y entra el texto del comentario. 

19 4.6. Sistemas Numéricos Decimal (0 a 9): Usado en aplicaciones hombre-máquina donde valores como temperaturas, presiones y velocidades son mostradas. Ej: %MW100 = 1547 Binario (0 y 1): Se utiliza para controlar variables digitales, bit internos, entradas o salidas digitales. Ej: %MW100= Hexadecimal (0 a F): Se usa para manejar variables en varios formatos usando múltiplos de 4 bits, como bytes, words, o double words. Ej: %MW100 = 60B Los programas del PLC pueden mostrar el contenido de una variable en las diferentes formas de codificar.

20 Objetos bits Los objetos bits corresponden a las salidas de los bloques. A estos bits pueden acceder las instrucciones de verificación booleanas a través de uno de los métodos siguientes: Directamente (por ejemplo, LD E), si están cableados al bloque en programación reversible. Especificando el tipo de bloque (por ejemplo, LD %Ci.E). Puede accederse a las entradas en forma de instrucciones.

21 Objetos palabras Los objetos palabras corresponden a:
Parámetros de configuración del bloque: Se puede acceder a algunos parámetros a través del programa (por ejemplo, parámetros de preselección) y a otros no (por ejemplo, base de tiempo). Valores actuales: por ejemplo, %Ci.V, el valor de conteo actual.

22 Bits del Sistema

23 4.3. Memoria del programa La memoria del programa contiene las instrucciones que componen el programa de aplicación. El programa comprende una serie de instrucciones ejecutadas por el PLC. Para facilitar la depuración el programa, este es separado en módulos. Cada módulo contiene instrucciones relacionadas con una función.

24 4.3. Memoria del programa Así es como un programa es estructurado:
Se instala un software en un PC en el área de trabajo. Se identifica una herramienta dedicada al proceso. Una vez el programa es finalizado, este es transferido a la memoria del PLC. Un buen número de tecnologías de memoria son usadas para este propósito: RAM de respaldo. REPROM (borrable con UV) EEPROM: Eléctricamente borrable.

25 4.3. Memoria del programa La memoria del controlador accesible a través de una aplicación de usuario está dividida en dos partes diferentes: Valores de bit Valores de palabra (valores con signo de 16 bits) Memoria de bits: La memoria de bits se almacena en la memoria RAM interna que está integrada en el controlador. Contiene el mapa de 1280 objetos de bit. Función de la memoria de palabras: La memoria de palabras (16 bits) admite: Datos: datos de sistema y datos de aplicación dinámicos. Programa: descriptores y código ejecutable para tareas. Constantes: palabras constantes, valores iniciales y configuración de entrada/salida.

26 4.3. Distribución de la Memoria en Twido
RAM interna (integrada): Esta es la memoria RAM integrada del controlador. Los 10 primeros KB de la memoria RAM interna constituyen la RAM rápida. Los 32 KB siguientes constituyen la RAM estándar. La RAM interna contiene el programa, constantes y datos. EEPROM interna: EEPROM integrada de 32 KB que proporciona una copia de seguridad interna en el controlador de una aplicación. Protege la aplicación contra los daños provocados por fallos de batería o cortes de corriente superiores a 30 días. Contiene el programa y constantes. Cartucho de copia de seguridad de memoria externa: Cartucho de EEPROM externa opcional para realizar copias de seguridad de una aplicación o para dar cabida a una aplicación más grande. Se puede utilizar para actualizar la aplicación en la RAM del controlador. Contiene el programa y constantes, pero ningún dato.

27 Almacenamiento de la memoria
La memoria RAM interna del controlador se puede almacenar mediante: Batería interna (hasta 30 días) EEPROM interna (32 KB como máximo) Cartucho de memoria externa opcional (64 KB como máximo) La transferencia de la aplicación desde la memoria EEPROM interna hasta la memoria RAM se realiza automáticamente cuando la aplicación se pierde en la RAM (si no se ha guardado o si no hay batería). También se puede realizar una transferencia manual mediante TwidoSoft.

28

29 CONSTANTES Las constantes son palabras de memoria que contienen valores o mensajes alfanuméricos introducidos durante la configuración.

30 CONSTANTES KD Las constantes KD son palabras de memoria dobles que contienen valores o mensajes alfanuméricos introducidos durante la configuración.

31 CONSTANTES KF Las constantes KF son flotantes que contienen valores o mensajes alfanuméricos introducidos durante la configuración.

32 Variables para detección de fallas y mantenimiento
Sintaxis Formato Uso Entradas Digitales para detección de fallas %I XY.MOD.err 1 bit Diagnóstico al nivel de módulo. %I XY.i.err Diagnóstico al nivel de canal. Variables internas %MW XY.i.err 16 bits Detección de fallas, ajustes o variables de estado. Constantes internas %KW XY.i.r Configuración de la interfase durante la fase de configuración del módulo

33 Variables del sistema Son usadas para determinar el estado del PLC y actuar en su operación. Estas variables pueden ser localizadas en 4 categorías: Sintaxis Acceso Uso Bit %S Sólo lectura Servicios como base de tiempo y datos de estado: Modo de operación del PLC, fallas de E/S, estado de la memoria de respaldo. Lectura y Escritura (Actúan en la operación del microprocesador) Arranque en frío, reinicio en caliente, habilitación/deshabilitación de tareas, posición de retraso de la salida. Word %SW Sólo lectura (Proveen datos en tiempos de ejecución) Tiempos de ejecución (valores promedio, mínimo y máximo), número de peticiones por ciclo. Lectura y escritura Para controlar señalamiento de hora/fecha, configurar el tiempo del ciclo, guardar datos de memoria.

34 Objetos de bit principales
Tipo Descripción Dirección o valor Número máximo Acceso de escritura Valores inmediatos 0 ó 1 (Falso o Verdadero) 0 ó 1 - Entradas Salidas Estos bits son las "imágenes lógicas" de los estados eléctricos de las E/S. Se almacenan en la memoria de datos y se actualizan durante cada ciclo de la lógica del programa. %Ix.y.z %Qx.y.z Depende del controlador No Sí Interna (memoria) Los bits internos son áreas de memoria internas utilizadas para almacenar valores intermedios durante la ejecución de un programa. %Mi 128 para TWDLCAA10DRF y para TWDLCAA16DRF 256 Todos los controladores restantes Si Sistema Los bits de sistema %S0 a %S127 supervisan el funcionamiento correcto del controlador y la correcta ejecución del programa de aplicación. %Si 128 Según el bit

35 Objetos de bit principales
Tipo Descripción Dirección o valor Número máximo Acceso de escritura Bloques de función Los bits de bloques de función corresponden a las salidas de los bloques de función. Estas salidas pueden estar conectadas directamente o ser utilizadas como un objeto. %TMi.Q, %Ci.P, etc. Depende del modelo de controlador No Bloques de función reversibles Bloques de función programados mediante las instrucciones de programación reversibles BLK, OUT_BLK y END_BLK. E, D, F, Q, TH0, TH1 Extractos de palabras Uno de los 16 bits de algunas palabras se puede extraer como bit de operando Varía Pasos Grafcet Los bits %X1 a %Xi están asociados a pasos Grafcet. El bit de pasos Xi se pone a 1 cuando el paso correspondiente está activo. Se pone a 0 cuando el paso se desactiva. %X21 62 para TWDLCAA10DRF y para TWDLCAA16DRF 94 para TWDLCAA24DRF, Controladores modulares Si 1. Escrito por el programa o mediante el editor de tablas de animación. 2. Consulte el direccionamiento de E/S. 3. Excepto en el caso de %SBRi.j y %SCi.j, estos bits se pueden leer y escribir. 4. El número está determinado por el modelo del controlador.

36 Editor de memoria El editor de memoria permite visualizar y optimizar los recursos de memoria del autómata. Éste dispone de dos fichas: La ficha Ver que ofrece una evaluación de la memoria que abarca: La ocupación de memoria de un autómata (datos, programa, configuración y sistema). La distribución de memoria de la aplicación. La ficha Edición permite modificar la asignación de los objetos del autómata (bloques de función, registros, objetos de memoria). Autómata –> Utilización de memoria

37 a. Ficha Ver La ficha Ver reúne la información relativa a la ocupación de la memoria del autómata. La actualización de la información se lleva a cabo cuando se abre el editor. Nota: En la aplicación en la que los datos son demasiado importantes aparece un único bloque rojo ≥ 100%. Autómata –> Utilización de memoria

38 b. Ficha Edición La ficha Edición muestra la lista de objetos disponibles y utilizados por la aplicación. Todo objeto configurado o utilizado ocupa un cierto espacio en la memoria, aunque se puede optimizar la ocupación de la memoria del controlador mediante la configuración del número realmente necesario en la aplicación para cada objeto. Nota: La optimización de la ocupación de memoria sólo se puede llevar a cabo en modo offline.

39 4.4. El ciclo del PLC Cuando el PLC se encuentra en modo RUN, este continuamente corre la siguiente secuencia: INICIALIZACION DEL PLC Leer entradas (Para determinar el estado de la máquina que está controlando) Correr el programa de aplicación Escribir en las salidas (Para actuar en la sección operativa) Entre mas corto sea el ciclo, más rápido este accionará el PLC a un evento. Nota: Nunca confunda el tiempo de ciclo del PLC (en ms) con el tiempo de ciclo de la máquina (expresado generalmente en seg.) El tiempo del ciclo del programa es continuamente chequeado por el PLC usando lo que es llamado la función “watchdog”.

40 4.5. Modos de operación del PLC
EL PLC tiene 2 modos preestablecidos de operación: RUN: Son los modos de operación normales. Así el PLC ejecuta el ciclo como fue descrito anteriormente: leer entradas, correr el programa, escribir en las salidas. STOP: Usado para cargar un nuevo programa de aplicación y para depurar. El programa no está corriendo, pero el PLC sigue realizando diagnósticos y leyendo datos de entrada. En este modo, las salidas se mueven a la llamada posición de “fallback” (por defecto las salidas son puestas en 0). El cambio de un modo de operación a otro se puede realizar desde: El panel frontal del PLC usando una llave, un botón o alguna otra entrada dedicada. Desde el programa Remotamente por la red usando interfaces de comunicación. EL PLC tiene 2 modos preestablecidos de operación: RUN o AUTO: Son los modos de operación normales. Así el PLC ejecuta el ciclo como fue descrito anteriormente: leer entradas, correr el programa, escribir en las salidas. MAN o STOP: Usado para cargar un nuevo programa de aplicación y para depurar. El programa no esta corriendo pero el PLC sigue realizando diagnósticos y leyendo datos de entrada. En este modo, las salidas se mueven a la llamada posición de “fallback” (por defecto las salidas son puestas en 0). El cambio de un modo de operación a otro se puede realizar desde: El panel frontal del PLC usando una llave, botón o alguna otra entrada dedicada Desde el programa Remotamente por la red usando interfaces de comunicación.

41 4.5. Modos de operación del PLC
RUN STOP EL PLC tiene 2 modos preestablecidos de operación: RUN o AUTO: Son los modos de operación normales. Así el PLC ejecuta el ciclo como fue descrito anteriormente: leer entradas, correr el programa, escribir en las salidas. MAN o STOP: Usado para cargar un nuevo programa de aplicación y para depurar. El programa no esta corriendo pero el PLC sigue realizando diagnósticos y leyendo datos de entrada. En este modo, las salidas se mueven a la llamada posición de “fallback” (por defecto las salidas son puestas en 0). El cambio de un modo de operación a otro se puede realizar desde: El panel frontal del PLC usando una llave, botón o alguna otra entrada dedicada Desde el programa Remotamente por la red usando interfaces de comunicación.

42 4.6. El ciclo de máquina Numerosos sistemas automáticos realizan operaciones cíclicamente. Por ejemplo, al implementar un sistema de riego, se tienen dos fases: la fase de llenado y la fase de riego. Este proceso se realiza periódicamente, por lo tanto estamos hablando en este caso del “ciclo de máquina”. La duración del ciclo puede ser expresada en minutos o horas. El ciclo de máquina no debe ser confundido con el ciclo del PLC. Los modos de operación pueden ser asignados al ciclo de la máquina. Por ejemplo, usando un botón de comando de ON para iniciar la instalación y un botón de comando STOP para detener la instalación.

43 4.7. Reinicio en frío o en caliente
Existen dos maneras de iniciar una instalación automatizada. Cuando el PLC cambia a modo RUN por primera vez después que el programa esta cargado, el PLC realiza los siguientes procesos de inicialización: Revisar la configuración y ajuste de los diferentes módulos. Inicializar ciertos datos usando valores preestablecidos.

44 4.7. Reinicio en frío o en caliente
Si el operador presiona el botón de STOP, este detendrá la instalación. Cuando el operador reinicia hay dos posibles casos: Un reinicio en caliente: En el cual, el ciclo de la máquina se detiene en el estado en que fue apagada. Un reinicio en frío: En el cual, el ciclo de la máquina comienza otra vez, desde el principio, sin importar el estado del proceso. La opción entre realizar un reinicio en frío o en caliente puede ser configurado y depende del propio proceso y la causa de la detención.

45 4.7. Reinicio en frío o en caliente
Llenado del tanque Riego Adición de fertilizante Secado Arranque en caliente Arranque en frío