Tema  7  Programación  Avanzada.  Visión  Prác4ca  con  S7-‐1200  PARTE  2:  CONTADORES  RÁPIDOS  

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Encoder  óptico  •  Un  encoder  óp4co  rota4vo  es  un  sensor  angular  de  posición  que  consta  de  un  diodo  electroluminiscente  (LED),  un  receptor  fotosensible,  y  un  disco  con  una  serie  de  zonas  opacas  y  transparentes  Zsicamente  conectado  por  su  eje  al  órgano  de  la  máquina  a  controlar.  

•  La  luz  emi4da  por  los  LEDs  llega  a  los  fotodiodos  cuando  ésta  cruza  las  zonas  transparentes  del  disco;  en  tal  caso,  los  fotodiodos  generan  una  señal  eléctrica,  que  se  amplia  y  convierte  en  una  señal  de  onda  cuadrada  antes  de  ser  enviada  a  un  sistema  de  procesamiento.  Cuando  el  disco  rota,  la  señal  de  salida  del  encoder  coge  una  forma  de  señales  de  onda  cuadrada  sucesivas.  

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Encoder  óptico  •  Resolución:    •  Es  el  número  de  impulsos  por  vuelta,  corresponde  al  número  de  graduaciones  en  el  disco  o  un  múl4plo  de  este  número.  Cuanto  más  grande  es  este  número,  mayor  es  el  número  de  medidas  por  vuelta,  lo  que  permite  conocer  de  forma  más  precisa  el  desplazamiento  o  la  velocidad  de  la  parte  móvil  de  la  máquina  conectada  al  encoder.  •  Discos  están  fabricados  en  polyfass  para  resoluciones  de  hasta:  •  2048  puntos  para  un  diámetro  de  40mm  •  5000  puntos  para  un  diámetro  de  58mm  •  10000  puntos  para  un  diámetro  de  90mm  

•  o  vidrio  para  mayores  resoluciones  y  frecuencias  de  lectura  elevadas.  •  Aplicación  dpica:  máquina  de  corte  longitudinal  

•  Resolución  =  distancia  recorrida  en  1  vuelta/número  de  puntos  •  Por  ejemplo,  si  la  máquina  de  corte  consta  de  un  disco  de  200mm  de  longitud  de  circunferencia,  para  obtener  una  precisión  de  1mm  la  resolución  del  encoder  debe  ser  de  200  puntos.  Para  0.5mm  de  400  puntos.  

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Encoder  óptico  •  Tipos:    •  Encoder  incremental  

•  Detectan  la  posición  de  una  parte  móvil  y  controlan  su  desplazamiento  incrementando  o  reduciendo  los  impulsos  que  éstos  generan.  

•  Encoder  absoluto  •  Proporcionan  la  información  exacta  de  posición  sobre  una  o  varias  vueltas.  

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Encoder  absoluto.  En  el  encoder  absoluto,  el  disco  con4ene  varias  bandas  dispuestas  en  forma  de  coronas  circulares  concéntricas,  dispuestas  de  tal  forma  que  en  sen4do  radial  el  rotor  queda  dividido  en  sectores,  con  marcas  opacas  y  transparentes  codificadas  en  código  Gray.  

Encoder  incremental.  Este  4po  de  encoder  se  caracteriza  porque  determina  su  posición,  contando  el  número  de  impulsos  que  se  generan  cuando  un  rayo  de  luz,  es  atravesado  por  marcas  opacas  en  la  superficie  de  un  disco  unido  al  eje.  

Contador  rápido  S7  1200  •  La  CPU  permite  configurar  hasta  6  contadores  rápidos.    •  Las  "Propiedades"  de  la  CPU  se  editan  para  configurar  los  parámetros  de  cada  HSC.  

•  Los  parámetros  de  los  contadores  rápidos  se  configuran  editando  las  "Propiedades"  de  la  CPU.    

•  Tras  habilitar  el  HSC  se  deben  configurar  los  demás  parámetros,  tales  como  la  función  del  contador,  los  valores  iniciales,  las  opciones  de  reset  y  los  eventos  de  alarma.    

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Instrucciones de programación 6.1 Instrucciones básicas

Controlador programable S7-1200 124 Manual de sistema, 11/2009, A5E02486683-02

6.1.3.4 Configuración del HSC La CPU permite configurar hasta 6 contadores rápidos. Las "Propiedades" de la CPU se editan para configurar los parámetros de cada HSC. Los parámetros de los contadores rápidos se configuran editando las "Propiedades" de la CPU. Tras habilitar el HSC se deben configurar los demás parámetros, tales como la función del contador, los valores iniciales, las opciones de reset y los eventos de alarma. Una vez configurado el HSC, se utiliza la instrucción CTRL_HSC en el programa de usuario para controlar el funcionamiento del HSC.

Contador  rápido  S7  1200  •  En  la  Figura,  podemos  observar  en  la  parte  inferior  de  la  imagen  una  función  ‘Fase  servicio’,  si  clicamos  sobre  ella  aparecerán  dis4ntas  elecciones:  •  Monofásica  •  Bifásica  •  Contador  A/B  1X  •  Contador  A/B  4X  

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Estas  elecciones  van  en  función  del  4po  de  señal  de  entrada  que  tengamos,  imaginemos  que  dispusiésemos  de  un  encoder  incremental  en  cuadratura,  pues  bien,  deberemos  escoger  ‘Contador  A/B  1X’  o  ‘Contador  A/B  4X’,  la  elección  de  1X  o  4X  dependerá  de  la  resolución  que  queramos.  

Contador  rápido  S7  1200  •  Hay  parámetros  que  están  asignados  por  la  CPU  de  manera  inicial.  Estos  parámetros  son  entre  ellos:  •  La  “entrada  en  el  hardware”  por  parte  de  la  señal  del  disposi4vo.  •  La  “dirección  de  entrada  y  salida”  en  la  memoria.  •  Y  la  “ID  del  hardware”.  

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Contador  rápido  S7  1200  •  La  CPU  almacena  el  valor  actual  de  cada  HSC  en  una  dirección  de  entrada  (I).  La  tabla  siguiente  muestra  las  direcciones  predeterminadas  asignadas  al  valor  actual  de  cada  HSC.  La  dirección  I  del  valor  actual  se  puede  cambiar  modificando  las  propiedades  de  la  CPU  en  la  "Configuración  de  disposi4vos".    

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Instrucciones de programación 6.1 Instrucciones básicas

Controlador programable S7-1200 Manual de sistema, 11/2009, A5E02486683-02 123

Descripción Asignación de entradas predeterminada Función - Contaje o frecuencia Contador de dos fases con 2

entradas de reloj Reloj adelante Reloj atrás

Reset Contaje - Contaje o frecuencia Contador en cuadratura (fases

A/B) Fase A Fase B

Fase Z Contaje Supervisión de trenes de impulsos (PTO)1

Reloj Sentido - Contaje

1 La supervisión de trenes de impulsos utiliza siempre las funciones de reloj y sentido. Si la salida PTO correspondiente está configurada sólo para impulsos, la salida de sentido se debería ajustar generalmente para el contaje adelante.

2 HSC3 con una entrada de reset no es posible para la CPU 1211C, que soporta sólo 6 entradas integradas. 3 HSC4 no es posible para la CPU 1211C, que soporta sólo 6 entradas integradas. 4 HSC5 y HSC6 sólo son soportados por la CPU 1211C y CPU 1212C si está instalada una Signal Board.

Acceso al valor actual del HSC La CPU almacena el valor actual de cada HSC en una dirección de entrada (I). La tabla siguiente muestra las direcciones predeterminadas asignadas al valor actual de cada HSC. La dirección I del valor actual se puede cambiar modificando las propiedades de la CPU en la "Configuración de dispositivos".

Contador rápido Tipo de datos Dirección predeterminada HSC1 Dint ID1000 HSC2 Dint ID1004 HSC3 Dint ID1008 HSC4 Dint ID1012 HSC5 Dint ID1016 HSC6 Dint ID1020

Las E/S digitales asignadas a dispositivos HSC no se pueden forzar permanentemente Las E/S digitales utilizadas por los contadores rápidos se asignan durante la configuración de dispositivos. Si se asignan direcciones de E/S digitales a estos dispositivos, los valores de las direcciones de E/S asignadas no podrán ser modificados por la función de forzado permanente de la tabla de observación.

El  valor  que  devuelve  un  programa,  será  el  contaje  para  ese  instante  pero  éste  seguirá  contando,  con  lo  que  el  valor  real  puede  cambiar  antes  de  que  el  programa  finalice  un  proceso.  

Contador  rápido  S7  1200  •  Cargar  la  configuración  en  la  CPU  •  Para  que  la  CPU  interprete  la  instrucción  HSC  deberemos  configurar  su  hardware  de  

manera  interna  además  de  compilarla.  Para  ello  deberemos  realizar  los  siguientes  pasos:  •  Nos  deberemos  situar  encima  del  nombre  del  disposi4vo  dentro  del  “árbol  del  proyecto”,  

en  nuestro  caso  “PLC_![CPU  1211C  AC/DC/Rly]”  de  tal  manera  que  clicando  con  el  botón  derecho  del  ratón,  nos  saldrá  un  menú.  

•  En  ‘Compilar’  deberemos  seleccionar  “Configuración  de  hardware”.  

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Contador  rápido  S7  1200  •  Cargar  la  configuración  en  la  CPU  •  Posteriormente  también  deberemos  cargar  dicha  configuración  en  la  CPU,  para  ello,  realizaremos  el  mismo  procedimiento,  escogiendo  otro  menú,  siguiendo  los  mismos  pasos  pero  escogiendo  “Cargar  en  disposi4vo”:  

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Es  en  este  momento  cuando  tendremos  correctamente  configurada  nuestra  CPU,  en  la  que  podremos  disponer  de  la  información  del  contador  en  la  dirección  por  defecto,  dependiendo  del  HSC  u4lizado.  

Contador  rápido  S7  1200  •  La  instrucción  CTRL_HSC  permite  controlar  los  contadores  rápidos  u4lizados  para  contar  eventos  que  ocurren  más  rápidamente  que  la  frecuencia  de  ejecución  del  OB.    

•  Numerosos  parámetros  de  configuración  de  los  contadores  rápidos  se  ajustan  sólo  en  la  "Configuración  de  disposi4vos"  del  proyecto.  Algunos  parámetros  de  los  contadores  rápidos  se  inicializan  en  la  "Configuración  de  disposi4vos"  del  proyecto,  pero  se  pueden  modificar  luego  bajo  el  control  del  programa.    

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"CTRL_HSC_0_DB" ( hsc:=_hw_hsc_in_, dir:=_bool_in_, cv:=_bool_in_, rv:=_bool_in_, period:=_bool_in_, new_dir:=_int_in_, new_cv:=_int_in_, new_rv:=_dint_in_, new_period:=_int_in_, busy:=_bool_out_, status:=_word_out_);

Contador  rápido  S7  1200  •  En  el  siguiente  ejemplo  vamos  a  mostrar  como  configurar  y  programar  un  HSC  de  un  autómata  Siemens  S7-‐1200,  simulando  que  al  pulsar  marcha  se  ac4va  una  cinta  que  transporta  una  botella  y  cuando  se  cumpla  un  determinado  número  de  pulsos  ejecutaremos  el  paro  de  esta  cinta  transpotadora  dentro  de  una  subru4na  (OB40).  

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[R]  una  entrada  de  inicialización  externa  opcional  

Contador  rápido  S7  1200  •  Para  configurar  el  HSC  debemos  acceder  a  las  propiedades  del  autómata  

•  Aquí  buscamos  la  opción  del  HSC  donde  vamos  a  poder  configurar  diferentes  parámetros    •  #  General:  Lo  ac4vamos  y  le  podemos  asignar  un  nombre  •  #  Función:  Le  indicamos  los  siguientes  parámetros  

•  Modo  de  contaje:  Podemos  seleccionar  entre  contaje  y  frecuencia,  seleccionamos  "Contaje”  •  Fase  de  servicio:  Cómo  queremos  que  ges4one  las  señales  del  encoder,  en  nuestro  caso  "Contador  A/

B  cuádruple    •   Sen4do  de  contaje  inicial:  Le  decimos  que  que  de  inicio  cuente  en  posi4vo  "Incrementar  contador"  

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Contador  rápido  S7  1200  •  Podemos  pre  fijar  una  valores  iniciales  del  contador  y  del  valor  de  referencia  (consigna)  así  como  la  función  de  realizar  el  reset  del  contador  

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Contador  rápido  S7  1200  •  Aquí  es  donde  vamos  a  configurar  el  evento  (subru4na)  que  se  va  a  ac4var  cuando  el  valor  del  contador  llegue  al  valor  de  referencia  (consigna)    •  Ac4vamos  la  opción  de  "Generar  alarma  para  envento  si  el  valor  del  contador"  -‐  "  Valor  de  contador  igual  valor  de  

•  En  "Alarma  de  proceso"  debemos  indicarle  que  subru4na  queremos  ejecutar,  si  pulsamos  se  nos  abrirá  una  ventana  para  seleccionarla  o  crearla  

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Contador  rápido  S7  1200  •  Se  abre  la  ventana  y  como  no  tenemos  ninguna  nos  deja  crear  una  pulsando  sobre  "Agregar  Objeto”  

•  Esto  nos  permite  agregar  un  nuevo  bloque  del  4po  "Hardware  Interrupt"  que  será  la  subru4na  en  este  caso  la  OB40  

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Contador  rápido  S7  1200  •  De  esta  manera  disponemos  de  dos  bloques  de  programa  •  OB1  -‐  Es  el  programa  principal  que  se  ejecuta  ciclicamente  •  OB40  -‐  Es  una  subru4na  que  se  ejecutará  únicamente  un  ciclo  de  SCAN  cuando  el  contaje  del  encoder  sea  igual  al  valor  de  referencia  

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Esta  función  CTRL_HSC  permite  entre  otras  cosas:  #  Cambiar  el  valor  de  contaje  :  Escribiendo  el  nuevo  valor  en  New_CV  y  ac4vando  el  bit  CV  #  Cambiar  el  valor  de  referencia  :  Escribiendo  el  nuevo  valor  en  New_RV  y  ac4vando  el  bit  RV  Ademas  en  nuestra  programa  principal  vamos  a  poner  una  línea  que  al  pulsar  la  entrada  I0.4  ponga  a  SET  la  salida  Q0.0  del  motor  

Contador  rápido  S7  1200  •  OB40  -‐  Es  una  subru4na  que  se  ejecutará  únicamente  un  ciclo  de  SCAN  cuando  el  contaje  del  encoder  sea  igual  al  valor  de  referencia  

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Este  es  el  programa  que  se  va  a  ejecutar  inmediatamente  en  cuando  valor  de  contaje  sea  igual  que  el  valor  de  referencia  Vamos  a  poner  directamente  un  RESET  de  la  salida  Q0.0  del  motor