PLC’S Y SENSORES: IEC 61131 -3 Programing industrial automation systems Resumen!"
#aime Rodrigue$ Rodrigue$ %ran&a" %ran&a" 'ni(ersidad Polit)*ni*a de San Luis Potos+"
El est,ndar IEC 61131" Las cinco partes del estándar IEC 61131 resumen los requerimientos de los sistemas de PLC modernos. Estos requerimientos involucran al hardware del PLC Y el sistema de programacin. El estándar inclu!e a am"os conceptos en com#n están !a en uso en la programacin del PLC ! en nuevos m$todos de programacin adicionales. Metas y beneficios del estándar. %usca reducir costos causados por el crecimiento en la comple&idad de los
sistemas de PLC. Los costos son reducidos so"re todo por la estandari'acin ! la sinergi'acion. Los costos en desarrollo pueden se su"stancialmente reducidos mediante la compra de productos pre(a"ricados. Los requerimientos del estándar (acilitan la seleccin de sistemas de programacin adecuados) dado que los sistemas que con(orman al estándar son (ácilmente compara"les. *a (in a la necesidad de especialistas en sistemas ! entrenamiento de personal ! los programadores de PLC se hacen más (le+i"les. Estructura de los bloques de construcción. Los P,-s corresponden a "loques en sistemas de programacin previos.
Como el nom"re lo indica) P,-s son las unidades de so(tware independientes más pequeas de un usuario del programa. E+isten tres tipos/ 0unction 0-2 0unction "loc4 0% Program P5,
Declaración de variables. El estándar IEC76113173 usa varia"les para almacenar ! procesar
in(ormacin. Las varia"les corresponden a (lags o "its de memoria en los sistemas de PLC. 8us locaciones de almacenamiento no necesitan más ser
de(inidas manualmente por el usuario como una direccin glo"al a"soluta) pero son gestionadas automáticamente por el sistema de programacin ! cada cual posee un tipo de arreglo de dato. Code part de un POU. Es una instruccin) sigue la parte de declaracin ! contiene la parte de
instrucciones para ser procesadas por el PLC. -n P,- es programado usando !a sea en los lengua&es de programacin te+tuales lista de instrucciones IL ! te+to estructurado 89) o los lengua&es grá(icos diagrama de escalera L* ! "loque de (unciones 0%*. Los "loques (uncionales son los equivalentes de los circuitos usados en electrnica IC:8 que representan (unciones de control especiali'adas. Los 0%:s contienen tanto datos como instrucciones) pudiendo guardar los valores de dichas varia"les entre sucesivas e&ecuciones. Por tanto) se dice que los 0%:s tienen memoria) caracter;stica que les con(iere un gran potencial de uso. Asignación del PC. Cada PLC puede consistir de m#ltiples unidades de procesamiento) as;
como los CP-s o procesadores especiali'ados. Estos son llamados recursos en IEC 6113173.
a unidad de organi!ación del progra"a #POU$. IEC 6113173 llama a los "loques a partir de los programas ! pro!ectos que
constru!en
unidades
de
organi'acin
del
programa.
Los
P,-s
corresponden a los "loques de programa) "loques de organi'acin) "loques de secuencia ! "loques de (uncin de la programacin convencional de PLCs. -na meta importante del estándar es restringir la variedad ! signi(icados comunes de tipos de "loques ! uni(icar ! simpli(icar su uso.
Estandari!ación de la funcionalidad del PC.
El IEC no solo estandari'a la sinta+is de los lengua&es de programacin) si n que incluso va un paso más allá para uni(icar la implementacin de las (unciones t;picas del PLC) tales como timers) contadores o operaciones aritm$ticas. El estándar hace esto por la de(inicin de las (unciones t;picas del PLC ! "loques de (uncin ! "loques de (uncin estándar. 8us nom"res son denominados 4e!words. Las (unciones estándar corresponden a operadores "ásicos lgicos usados en sistemas de PLC convencionales) mientras que la (uncin de "loques estándar es responsa"le de las (unciones del PLC con estatus de in(ormacin) tal como timers) routers) (lip(lops ! detectres oculares. Configuración% recursos y tareas.
La norma IEC 6113173 de(ine un modelo en siguiente esquema.
>l más alto nivel) el elemento so(tware requerido para solucionar un pro"lema de control particular pude ser (ormulado como una con(iguracin. -na con(iguracin espec;(ica para un tipo de sistema de control inclu!e las caracter;sticas del hardware/ Procesadores) direccionamiento de la memoria parar los canales I=? ! otras capacidades del sistema. *entro de una con(iguracin) se pueden de(inir uno o más recursos. 8e puede entender el recurso como procesador capa' de e&ecutar programas de control escritos en los lengua&es que de(ine la norma. En el seno de un recurso pueden ser de(inidas una o más áreas. Las tareas controlan la e&ecucin de un con&unto de programas !=o "loques (uncionales. Cada uno de ellos puede ser e&ecutado peridicamente o por una seal de disparo espec;(ica) como el cam"io de estado de una varia"le.
Unidades de organi!ación de un progra"a.
Programas.
La norma de(ine un programa como el @con&unto lgico de todos los elementos ! construcciones que son necesarios para el tratamiento de seales que requiere para el control de una maquina o proceso mediante un PLCA Es decir) que un programa puede contener la declaracin de tipos de datos varia"les de "loques (uncionales &unto con el con&unto de instrucciones necesario para llevar aca"o el control deseado del proceso o máquina. 0unciones. IEC 6113173 especi(ica (unciones estándar ! (unciones de(inidas por el usuario. Las (unciones estándar son por e&emplo >** suma) >%8 valor a"soluto) 8B59 ra;' cuadrada) 8I2 seno ! C,8 coseno. Las (unciones de(inidas por el usuario) una ve' implementadas pueden ser usadas inde(inidamente en cualquier P,-. %loques (uncionales. Los "loques (uncionales pueden ser de(inidos por el usuario empleando alguno de los lengua&es de la noma paro tam"i$n e+isten 0%:8 estándar "iesta"les) deteccin de (lancos) contadores tempori'adores etc. ,tra de las di(erencias (undamentales con respecto a las (unciones ! que les con(iere gran potencia de uso) es la posi"ilidad de crear tantas copias como se desee de un mismo 0%. > cada copia se le lama instancia. Cada instancia llevara asociado un identi(icador ! una estructura de datos que contenga sus varia"les de entrada) de salida e internas separada del resto de instancias. 80C descri"e grá(icamente el comportamiento secuencial de un programa de control. Esta de(inicin deriva de las redes de Petri ra(cet) con las modi(icaciones adecuadas para convertir las representaciones de una norma de documentacin en un con&unto de elementos de controlo de e&ecucin para un P,- de in autmata programa"le. 80C a!uda a estructurar la organi'acin interna de un programa) ! a descomponer los pro"lemas en partes mane&a"les) manteniendo simultáneamente una visin
glo"al. Los elementos de 80C proporcionan un medio para su"dividir una P,- de autmata programa"le en con&unto de etapas ! transiciones interconectadas. Cada etapa lleva asociados un con&unto de "loques de accin ! cada transicin va asociada con una condicin que cuando se cumple) causa la desactivacin de la etapa anterior de transicin ! la activacin de la siguiente. Los "loques de accin permiten reali'ar el control del proceso. Cada elemento puede ser programado en alguno de los lengua&es de la norma) inclu!$ndose el propio 80C. *ado que el modo de (uncionamiento del 80C requiere que la in(ormacin almacenada acerca de cuál es la etapa activa se mantenga entre llamadas sucesivas) los #nicos P,-s que se pueden programar utili'ando 80C son los "loques (uncionales ! los programas.
engua&es de progra"ación.
La norma de(ine cuatro lengua&es de programacin normali'ados. Esto signi(ica que su sinta+is ! su semántica ha sido de(inida) no permitiendo particularidades distintivas. Los lengua&es consisten en dos tipos de tipo literal ! dos de tipo grá(ico. Literales/ • •
Lista de instrucciones IL 9e+to estructurado 89
rá(icos/ • •
*iagrama de escalera L* *iagrama de "loques (uncionales 0%*
En la con(iguracin superior) los cuatro programas descri"en la misma accin. La eleccin del lengua&e de programacin depende de/ • • • •
Los conocimientos del programador. El pro"lema a tratar. La estructura del sistema de control. La coordinacin con otras personas o departamentos.
Los
cuatro
interrelacionados
lengua&es !
están
permiten
su
empleo para resolver con&untamente un pro"lema seg#n la e+periencia del usuario. La norma de(ine dos (ormas de desarrollar los programas de control/ de arri"a hacia a"a&o ! de a"a&o hacia arri"a. 8e puede especi(icar inicialmente la aplicacin completa ! dividirla en partes) declarar las varia"les ! demás. , tam"i$n se puede comen'ar la programacin desde a"a&o) por e&emplo) por medio de (unciones ! "loques (uncionales que resuelvan pro"lemas concretos. Estas de(iniciones ! "loques que as u ves podr;an ser empleados para resolver pro"lemas más comple&os ! as; hasta resolver el pro"lema en su totalidad. '"ple"entaciones.
Cumplir con todos los requerimientos de la norma IEC 611373 no es (ácil por eso se permiten implementaciones parciales en varios aspectos. Esto hace re(erencia al n#mero de lengua&es que soportan las herramientas de desarrollo disponi"les) ! al n#mero de (unciones ! de "loques (uncionales. Con ello se de&a la li"ertad al suministrador) pero el usuario de"e tener cuidado durante el proceso de seleccin de la herramienta adecuada) incluso una actuali'acin del so(tware puede dar lugar a una carga de tra"a&o ma!or durante la implementacin. uchos entornos de programacin IEC actuales o(recen aquello que se espera a nivel de inter(ace de usuario/ uso de ratn) men#s desplega"les) pantallas de programacin grá(ica) m#ltiples ventanas) a!uda en l;nea) veri(icacin durante el diseo etc. *e"e hacerse notar que estos proveedores pueden di(erenciarse.
