SIMATIC Technology - Automation Technology

Transcription

© Siemens AG 2010
SIMATIC Technology
Para tareas tecnológicas:
contaje/medición, control por levas, regulación,
control de movimiento
Folleto · Abril 2010
SIMATIC Technology
Answers for industry.
© Siemens AG 2010
Totally Integrated Automation
Apueste por un nuevo concepto de productividad
y asegúrese ventajas duraderas frente a la competencia
Como respuesta a la creciente presión que se está observando en la competencia internacional, hoy en día
es más importante que nunca aprovechar al máximo
todos los potenciales de optimización que se presentan
durante todo el ciclo de vida de una máquina o instalación.
2
Totally
Integrated
Automation
Propiedades
del sistema
Los procesos optimizados permiten reducir el coste total de propiedad (TCO), acortar el plazo de lanzamiento
al mercado y mejorar la calidad. Este equilibrio perfecto
entre calidad, tiempo y costes es, hoy más que nunca,
el factor decisivo para tener éxito en el ámbito industrial.
© Siemens AG 2010
Contenido
Propiedades del sistema – La vista general . . . . . . . . . . . . 4
Totally Integrated Automation ha sido desarrollado
para satisfacer de manera óptima todos los requisitos
posibles y está abierto a estándares internacionales y
sistemas de otros fabricantes. Con las seis propiedades
del sistema que lo caracterizan (ingeniería, comunicación, diagnóstico, Safety, Security y robustez), Totally
Integrated Automation es el mejor apoyo durante todo
el ciclo de vida de una máquina o instalación. Toda la
arquitectura del sistema ofrece soluciones integrales
para cada segmento de automatización basándose en
una amplia gama de productos.
SIMATIC Technology
Preparado para cualquier tarea tecnológica . . . . . . . . . . . . 6
Dominar procesos rápidos gracias a operación isócrona . . . . 7
Propiedades del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Gama de productos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Guía de selección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Funciones integradas
Regulación con las CPU S7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Contaje, posicionamiento y regulación con las CPU S7 . . . . 17
Bloques de función cargables
SIMATIC, automatización eficiente y sistemática
Standard PID Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
SIMATIC, una de las gamas esenciales de Totally
Integrated Automation, comprende un sinfín de productos estandarizados, flexibles y escalables como, por
ejemplo, SIMATIC Technology por tareas tecnológicas
que presentamos en este folleto.
PID Self-Tuner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
SIMATIC es considerado en la actualidad el número uno
mundial en el terreno de la automatización. Este hecho
en parte también se debe a que SIMATIC ofrece las seis
propiedades del sistema típicas de Totally Integrated
Automation:
• Ingeniería
• Comunicación
• Diagnóstico
• Safety
• Security
• Robustez
Módulos de función parametrizables
Por otro lado, SIMATIC se caracteriza por otras dos
propiedades del sistema:
• Tecnología
• Alta disponibilidad
Datos técnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Para saber más sobre las propriedades del sistema y los
beneficios resultantes de las mismas, lea el capítulo
“Propriedades del sistema”.
Modular PID Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Easy Motion Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Módulos ET 200S descentralizados
Módulos ET 200S descentralizados . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Módulos de función parametrizables . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Módulos contadores / Secuenciadores de levas . . . . . . . . . 25
Módulos de regulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Módulos de posicionamiento
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Módulos de posicionamiento para motores paso a paso
y servomotores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Control de trayectoria y de posicionamiento FM 357-2 . . . . 30
Controladores tecnológicos
Controladores tecnológicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Ejemplos de aplicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Sistemas de regulación y módulos tecnológicos
personalizables
personalizables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Bloques de función para control del movimiento . . . . . . . .38
Módulo tecnológico FM 458-1 DP . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Tarjeta tecnológica T400 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Sistema de regulación SIMATIC TDC . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Aplicaciones de referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Tablas comparativas
Control por levas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Contaje/medición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Regulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Control de movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
TotallyPropiedades
Integrated Automation
del sistema
3
© Siemens AG 2010
Propiedades del sistema
La vista general
Ingeniería
Máxima eficiencia en ingeniería,
durante todas las fases del ciclo de vida de la máquina o instalación
SIMATIC le garantiza un entorno de ingeniería homogéneo. Un software eficiente le proporciona una ayuda incalculable durante todo el ciclo de vida de la máquina o instalación,
comenzando por la planificación y concepción, continuando con la configuración y programación y terminando con la puesta en marcha, el funcionamiento cotidiano y la modernización. La capacidad de integración y la compatibilidad de sus interfaces confieren al software
SIMATIC la posibilidad de garantizar una gran consistencia de los datos durante todo el
proceso de ingeniería.
Comunicación
Máxima transparencia de los datos a todos los niveles de automatización,
basada en estándares probados
Con SIMATIC se cumplen todos los requisitos para disfrutar de una homogeneidad ilimitada
en la comunicación y, por lo tanto, de una transparencia máxima a todos los niveles, desde
el nivel de campo y control hasta los niveles de gestión y dirección empresarial. Para ello,
SIMATIC se apoya en estándares internacionales no propietarios que se pueden combinar con
toda flexibilidad: PROFIBUS, el bus de campo líder en el mundo entero, y PROFINET, el estándar Industrial Ethernet más destacado.
Diagnóstico
Minimización de los tiempos de parada
con métodos de diagnóstico sumamente eficientes
Todos los productos SIMATIC llevan integradas funciones de diagnóstico que permiten
localizar cualquier fallo y eliminarlo de forma eficaz para garantizar una mayor disponibilidad
del sistema. Con la Maintenance Station, incluso las instalaciones de gran envergadura pueden
gozar de una vista unitaria de toda la información relevante para el mantenimiento de todos los
componentes de automatización.
Safety
Protección de personas y máquinas
en el marco de un sistema global homogéneo e integrado
SIMATIC Safety Integrated ofrece productos con certificado TÜV, que simplifica el cumplimiento
de normas relevantes: IEC 62061 hasta SIL 3, EN ISO 13849-1 hasta PL e, así como EN 954-1.
Gracias a la integración de las funciones de seguridad en los equipos estándar, sólo son necesarios un controlador, una periferia, una ingeniería y un sistema de bus. Con ellos se dispone de
las ventajas del sistema y de las amplias funciones de SIMATIC también para aplicaciones de
seguridad.
4
© Siemens AG 2010
Security
Seguridad de datos en un mundo conectado en red gracias a sistemas
de seguridad escalables y plenamente compatibles
SIMATIC permite disfrutar de todas las ventajas resultantes de la unión cada vez más estrecha
entre el mundo de la automatización y el mundo ofimático: intercambio de información a
todos los niveles (Collaborative Manufacturing) o acceso desde cualquier lugar a los datos
de producción a través de Internet. Como respuesta a los mayores requisitos de seguridad
derivados de esta tendencia, SIMATIC ofrece IT Security (protección de la información) para
proteger tanto los datos como la producción (por ejemplo, con funciones de cortafuegos,
protección de acceso, encriptado o redes VPN).
Robustez
Máxima aptitud para entornos industriales gracias a gran robustez
Todos los productos estándar de la gama SIMATIC se destacan por su máxima calidad y robustez,
por lo que resultan idóneos para su uso en entornos industriales. Las pruebas de sistema que
realizamos son exhaustivas y específicas y garantizan la calidad esperada y requerida. Los componentes SIMATIC cumplen todas las normas internacionales relevantes y cuentan con los certificados pertinentes. Tanto la tolerancia a temperaturas como la resistencia a choques y vibraciones o la compatibilidad electromagnética están definidas en las normas de calidad SIMATIC.
Para condiciones de utilización entre difíciles y extremas se ofrecen versiones rugerizadas como
SIPLUS extreme o variantes especiales de SIMATIC ET 200. Entre sus características figuran un
mayor grado de protección, un rango de temperatura ampliado o resistencia a condiciones
ambientales rigurosas.
Alta disponibilidad
Tecnología
Funciones tecnológicas integradas:
contaje, medición, posicionamiento, regulación y control por levas
Contaje y medición, control por levas, regulación o control de movimiento (Motion Control):
Usted puede integrar en el mundo de SIMATIC tareas tecnológicas sin necesidad de cambiar el
sistema, en las más variadas combinaciones y complejidad y de forma simple, confortable y
homogénea. Las tareas de parametrización y programación se realizan en el acostumbrado
entorno de STEP 7.
Máxima disponibilidad con conceptos de redundancia homogéneos
Para una mayor disponibilidad de la planta o instalación, Siemens ofrece un amplio concepto
de redundancia: desde el nivel de campo y de control hasta el nivel de gestión de la empresa.
Así, por ejemplo, los controladores probados en campo aseguran una alta disponibilidad
gracias y conmutación suave al equipo intacto y sincronización automática de eventos.
www.siemens.com/simatic-system-features
5
© Siemens AG 2010
SIMATIC Technology
Preparado para cualquier tarea tecnológica
SIMATIC Technology,
la respuesta inteligente a exigencias cada vez más mayores
Si es fabricante de maquinaria e instalaciones es para Ud. imprescindible aumentar la productividad y flexibilidad y, a la
vez, reducir los costes. Y sabe lo que hay que hacer para
conseguirlo: debe ampliar su ámbito de actividad utilizando
consecuentemente el know-how que ha ido adquiriendo,
optimizar la ingeniería para su maquinaria e instalaciones y
mejorar continuamente su filosofía de servicio técnico.
En otras palabras: para estar permanentemente un paso por
delante, el decisivo para permanecer competitivo, necesita
una solución de automatización eficiente, integrada y de futuro garantizado para las tareas tecnológicas a resolver en su
máquina o instalación.
La respuesta: SIMATIC Technology
Además, podrá aprovechar las ventajas de un partner probado
en la automatización industrial, y apostará por nuestra dilatada experiencia y por la fuerza innovadora permanente unida a
ella. Siempre estamos a su disposición: las 24 horas, en todo
el mundo, y con una oferta completa de servicio técnico.
La base perfecta para todas las tareas tecnológicas:
Escalabilidad a medida
Ya sea contaje y medición, control por levas, regulación o
control de movimiento: con la SIMATIC Technology tiene a su
Rapidez y precisión con el modo isócrono
El modo isócrono hace posible un alto nivel de exactitud y un
procesamiento rápido y preciso. Esto es imprescindible para
muchas aplicaciones de las áreas de control de movimiento,
medición y regulación.
Automatización eficiente gracias a la características
uniformes del sistema
Las características del sistema le permitirán, también con
SIMATIC Technology, las ventajas de un sistema global integrado:
Máxima eficiencia en ingeniería en todas las fases de los ciclos
de máquinas y líneas, máxima transparencia de datos gracias
a la comunicación homogénea, y minimización de los tiempos
de parada gracias a un método de diagnóstico eficiente: todo
ello le proporcionará importantes ventajas. Ahora, tanto el
control de movimiento como las funciones estándar y de seguridad pueden resolverse unificadamente en un sólo controlador.
Contaje y medición
Regulación
Contaje de impulsos con frecuencias de hasta 650 kHz
Contaje único, periódico o sin fin
Acciones rápidas dependientes del estado de contadores
Medida de recorridos, velocidades, frecuencias o
periodos
■ Captación de posición con encóders incrementales o SSI
■ Regulación de temperatura, presión o caudal
■ Reguladores paso a paso, a impulsos y continuos
■ Regulación de referencia fija, esclavo, en cascada, de
Posicionamiento
Control por levas
■
■
■
■
■
■
■
■
■
6
alcance todas las tareas tecnológicas con las complejidades y
combinaciones más diversas. Desde las funciones integradas
en CPU hasta los módulos tecnológicos y sistemas de regulación personalizables, pasando por los módulos de función
ET 200S descentralizados: elegir el formato mecánico de su
sistema es cosa suya.
Posicionamiento en lazo abierto con dos velocidades
Posicionamiento con regulación de posición
Interpolación de varios ejes
Sincronismo de reductor y perfiles de levas
Motores asíncronos, paso a paso, servomotores
SIMATIC Technology
relación y mixta
■ Estructuras de regulación preconfiguradas para-
metrizables o de programación flexible
■
■
■
■
■
Acciones en función de la posición o el tiempo
En función del sentido
Anticipación dinámica
Comportamiento con histéresis
Tiempos de reacción a partir de 1 µs
© Siemens AG 2010
Dominar procesos rápidos gracias a operación isócrona
Las soluciones descentralizadas con sincronismo de reloj
garantizan una precisión muy alta, así como una secuencia de trabajo rápida y fiable. En concreto, esto reviste una
gran importancia en la regulación de accionamientos.
Para controlar máquinas rápidas y precisas en procesos de producción y procesamiento, se sincronizan los ciclos de procesamiento, es decir, el ciclo o cadencia de determinados procesos
se sincroniza y se amolda a una base de tiempos fija: el ciclo
del sistema. Las secuencias de trabajo se benefician de una
continuidad y, gracias a ella, pueden ser resueltas de forma
rápida y fiable.
Con ello pueden implementarse tiempos de reacción del proceso reproducibles y definidos. Esto se consigue leyendo, emitiendo y sincronizando con el programa de usuario las señales
de la periferia siguiendo intervalos de tiempo equidistantes.
Para ello, el tiempo desde que la periferia descentralizada lee
una señal hasta la reacción correspondiente en el actuador
debe ser lo más breve posible y reproducible con precisión.
Máximos requisitos de precisión de ciclo: Telares
Este requisito se soluciona creando una conexión directa entre
el ciclo DP equidistante, los módulos periféricos y el programa
de usuario.
El funcionamiento sincronizado de una solución de automatización SIMATIC asociado al PROFIBUS equidistante se denomina operación en modo isócrono y ofrece las siguientes
ventajas:
CPU
• Los procesos rápidos y periódicos en los que es decisiva la
reproducibilidad (comportamiento determinista) también
pueden ser automatizados con periferia descentralizada.
• La operación isócrona abre múltiples posibilidades de aplicación que no están limitadas a accionamientos. La operación isócrona se adecua bien a aplicaciones cuyos sensores
y actores están repartidos descentralizadamente por la
máquina.
PROFIBUS
Cic
ma
olo d
e reloj del siste
G_ST70_XX_00716
ET 200
El ciclo del sistema rige en toda la estructura de automatización
SIMATIC Technology
7
© Siemens AG 2010
Ingeniería
Máxima eficiencia en ingeniería,
durante todas las fases del ciclo de vida de la máquina o instalación
Ingeniería y diseño uniﬁcados ...
… para todos los componentes de la automatización
Estación de ingeniería
Nivel de gestión operativa
SIMATIC WinCC
Nivel de control
PROFINET
Industrial Ethernet
Base de datos
de proyecto
Controlador
HMI
Ingeniería digital
• SIMATIC Automation Designer
Software de ingeniería
• SIMATIC STEP 7
• SIMATIC WinCC / WinCC flexible
PROFIBUS
Nivel de campo
Accionamientos
SIMATIC le garantiza un entorno de ingeniería homogéneo. Un software eficiente le proporciona una ayuda incalculable durante todo el ciclo de vida de la máquina o
instalación, comenzando por la planificación y concepción, continuando con la configuración y programación
y terminando con la puesta en marcha, el funcionamiento y la modernización.
La capacidad de integración y la compatibilidad de sus
interfaces confieren al software SIMATIC la posibilidad
de garantizar una gran consistencia de los datos durante todo el proceso de ingeniería.
Coherencia de datos en todo el proyecto
• Las variables se introducen y configuran en un único
editor
• Sincronización en todo el proyecto
Modularidad mediante bloques
• Posibilidad de crear secciones de programas e
interfaces de usuario de forma modular a modo
de bloques reutilizables
• Posibilidad de cargar bloques de programa en el sistema de automatización durante el funcionamiento
• Además, también se puede ampliar y modificar la
configuración del hardware sobre la marcha
Periferia descentralizada
Configuración compartida por todo el hardware de
automatización
• Configuración de hardware compartida
• Configuración de red compartida
Interfaces de datos abiertas
• Posibilidad de integrar componentes no Siemens usando archivos
GSD/EDD
• Interfaces de importación y exportación que permiten intercambiar datos con software no Siemens (MS Excel)
• Aceptación de datos procedentes del software de diseño asistido
(CAE)
• Posibilidad de integrar scripts Visual Basic para procesarlos
Registro histórico de datos
• Todos los datos, la configuración del hardware, los programas y las
interfaces de usuario se guardan y archivan en un proyecto
Entorno multilingüe/internacional
• La interfaz de muchos paquetes de software está disponible en
seis o más idiomas
• Las interfaces de usuario de los paneles HMI se pueden crear en
cualquier idioma, incluso sobre la marcha, al igual que los comentarios del programa dentro de SIMATIC STEP 7
Lenguajes de programación estándar
• Seis lenguajes de programación conformes con PLCopen o
IEC 61131-3
• Bloques de control de movimiento certificados como PLCopen
8
SIMATIC Technology
© Siemens AG 2010
Comunicación
Máxima transparencia de los datos a todos los niveles de automatización,
basada en estándares probados
Nivel de gestión corporativa/
nivel de gestión de la producción
Internet
Ethernet
Nivel de
dirección
SIMATIC
WinCC
Switch
PROFINET
Nivel de control
Industrial Ethernet
IWLAN
Controlador
Controlador
IWLAN
HMI
PROFIBUS
Nivel de campo
Periferia
descentralizada
AS-Interface
Periferia
descentralizada
Accionamientos
Con SIMATIC se cumplen todos los requisitos para disfrutar de una homogeneidad ilimitada en materia de
comunicación y, por tanto, de una transparencia insuperable desde el nivel de campo y de control hasta el
nivel de gestión y dirección de la empresa. Para ello,
SIMATIC se apoya en estándares internacionales no propietarios que se pueden combinar con toda flexibilidad:
PROFIBUS, el bus de campo líder en el mundo entero, y
PROFINET, el estándar Industrial Ethernet más destacado.
Es decir, con SIMATIC la información relevante está disponible en todo momento desde cualquier punto de la
planta o instalación. Esto simplifica en gran medida la
puesta en marcha, el diagnóstico y el mantenimiento,
incluso por vía inalámbrica o a través de Internet. Además se tiene acceso a los componentes desde cualquier
punto, lo que permite intervenir en el proceso si resulta
necesario.
Acceso a los datos desde cualquier punto de la
planta o empresa
• Comunicación homogénea a todos los niveles de
automatización
- Nivel de gestión
- Nivel de dirección
- Nivel de control
- Nivel de campo
Accionamientos
Flexibilidad y escalabilidad
• Combinación flexible de estándares de comunicación sin menoscabar el rendimiento de ningún sistema (Safety, diagnóstico, etc.)
• Implementación de aplicaciones de tiempo crítico, incluso modo
isócrono
Sistemas de bus combinables
• Las infraestructuras de comunicación existentes se pueden integrar con módulos CP/Link al efecto y/o conservar (PROFINET,
PROFIBUS, AS-Interface, etc.)
Comunicación inalámbrica
• Soporte de la comunicación inalámbrica basada en Industrial
Wireless LAN, con posibilidad de implementar hasta funciones de
seguridad vía IWLAN
Función de routing
• Accesibilidad a todos los componentes del sistema, lo que simplifica las tareas de puesta en marcha, diagnóstico y mantenimiento
remoto
Integración en aplicaciones Office
• OPC y OPC XML para integrar aplicaciones Office
• Funcionalidad de servidor web para acceder a la información de
los dispositivos (p. ej. búfer de diagnóstico) desde cualquier PC
apto para acceso a Internet
SIMATIC Technology
9
© Siemens AG 2010
Diagnóstico
Minimización de los tiempos de parada
con métodos de diagnóstico sumamente eficientes
Nivel de dirección
SIMATIC WinCC Maintenance Station
Diagnóstico a nivel de planta
Aceptación de la configuración de STEP 7
PROFINET
Nivel de control
Industrial Ethernet
Ingeniería
Activar
diagnóstico
Controlador
SIMATIC
STEP 7
HMI
Visualización en toda la
línea de la información
Detección
de la avería
PROFIBUS
Nivel de campo
Accionamientos
Todos los productos SIMATIC llevan integradas funciones
de diagnóstico que permiten localizar cualquier fallo y
eliminarlo de forma eficaz para garantizar una mayor
disponibilidad del sistema. Con Maintenance Station,
incluso las instalaciones de gran envergadura pueden
gozar de una vista unitaria de toda la información relevante para el mantenimiento de todos los componentes
de automatización.
Esto permite incrementar la eficiencia total (OEE) y
reducir al mínimo los costes y tiempos de parada.
Diagnóstico integrado
• Totally Integrated Automation ofrece productos y
módulos con función de diagnóstico integrada
• Diagnóstico integral de la planta o instalación para
detección y aviso automático de fallos
• Posibilidad de configurar y generar automáticamente
avisos adicionales para la vigilancia de la aplicación o
el proceso (diagnóstico del proceso)
Diagnóstico con visualización de datos relevantes
• Información sobre textos de error
• Identificación inequívoca del módulo (número)
• Información de la dirección/slot
• Etiquetado cronológico de eventos y avisos
10
SIMATIC Technology
Periferia
descentralizada
Diagnóstico activable sin necesidad de programación
• Cómoda activación de la función de diagnóstico de
los módulos en SIMATIC STEP 7
• Textos de aviso disponibles en cinco idiomas
• Vistas/ventanas de aviso predeterminadas para su
visualización en el panel HMI
Diagnóstico homogéneo desde el nivel de campo
hasta el nivel de gestión
• Estados del sistema (estado del módulo y de la red,
aviso de errores del sistema) disponibles en toda la
planta o instalación con una presentación unitaria.
• Los sinópticos de diagnóstico con distinto grado de
detalle (jerarquía) se generan automáticamente con
los datos de configuración (HW Config)
© Siemens AG 2010
Safety
Protección de personas y máquinas
en el marco de un sistema global homogéneo e integrado
En el pasado: Automatización estándar y de seguridad separada en dos sistemas
Parada de
emergencia
Controlador
estándar
Parada de
emergencia
Controlador
de
seguridad
Periferia
estándar
Parada de
emergencia
Bus de seguridad
PROFIBUS
Nuevo: Automatización estándar y de seguridad integrada en un mismo sistema
Parada de
emergencia
Controlador
SIMATIC
de
seguridad
Parada de
emergencia
E/S estándar y
de seguridad
Parada de emergencia
PROFINET/PROFIsafe
PROFIBUS/PROFIsafe
La ley obliga a los constructores y propietarios de máquinas e instalaciones a garantizar la seguridad de las
personas y el medio ambiente. Como respuesta a estas
directivas, Siemens ofrece con Safety Integrated productos certificados por TÜV, que simplifican el cumplimiento de normas relevantes: IEC 62061 hasta SIL 3,
EN ISO 3849-1 hasta PL e, así como EN 954-1 hasta
cat. 4. Siguiendo el principio de Totally Integrated
Automation, con Safety Integrated todas las funciones
de seguridad están integradas en la automatización
estándar. Con ello, Siemens ofrece una gama de seguridad completa y homogénea que abarca desde la captación y la evaluación hasta la actuación.
Un elemento central es SIMATIC Safety Integrated, el
sistema de control de seguridad positiva. Gracias a la
integración de las funciones de seguridad en los equipos estándar, sólo son necesarios un controlador, una
periferia, una ingeniería y un sistema de bus. Con ello
están disponibles todas las ventajas del sistema y la
amplia funcionalidad de SIMATIC también para aplicaciones de seguridad.
El resultado es una reducción considerable de las tareas
de ingeniería y de los componentes de hardware necesarios.
Un controlador para funciones estándar y de
seguridad
• Numerosos tests de autotest y autodiagnóstico de los
controladores SIMATIC de seguridad
• Procesamiento simultáneo del programa estándar y
de seguridad en un mismo controlador
Configuración mixta de la periferia
• Ahorro de espacio gracias a la combinación de
módulos de seguridad y módulos estándar en una
misma estación
Ingeniería homogénea
• Toda la programación (estándar y seguridad) en el
acostumbrado entorno de STEP 7
• Programación opcional con bloques predeterminados
y certificados por TÜV o con bloques creados por el
propio usuario
Comunicación de seguridad
• Comunicación de seguridad canalizada por estándares internacionales probados como PROFINET o
PROFIBUS, con el perfil PROFIsafe
• Soluciones innovadoras como la comunicación inalámbrica de seguridad vía IWLAN (Industrial Wireless
LAN) y PROFINET (por ejemplo, con el SIMATIC
Mobile Panel 277F IWLAN con funciones de seguridad integradas)
Función de diagnóstico
• Diagnóstico de sistema idéntico para los módulos de
seguridad y los componentes estándar: funcionamiento unificado, visualización, parametrización y
activación sencilla de la función de diagnóstico sin
necesidad de programación
SIMATIC Technology
11
© Siemens AG 2010
Gama de productos
Familias de productos y aplicaciones para SIMATIC Technology
SIMATIC Technology es sinónimo de máxima libertad posible
a la hora de elegir el formato mecánico y la escalabilidad de
hardware y software, resp.
Las funciones tecnológicas integradas son ideales para aplicaciones en máquinas compactas con pocos ejes
y canales de contaje y regulación.
Las funciones tecnológicas forman parte del sistema operativo de la CPU o de STEP 7 y utilizan las
entradas/salidas integradas directamente en la CPU o la periferia estándar.
La parametrización de las funciones integradas, p. ej. un algoritmo de regulación o posicionamiento, se
efectúa de forma sencilla y cómoda con las pantallas incorporadas en STEP 7.
Las ventajas:
■
■
■
■
Soluciones económicas para requisitos bajos a medios
Manejo sencillo: sin software runtime ni hardware adicionales
No se ocupa más espacio porque la funcionalidad ya está integrada
Parametrización integrada en STEP 7
Las soluciones basadas en software se pueden aplicar de forma óptima en tareas sencillas de posicionamiento y
regulación y presentan una alternativa flexible y económica a la solución de tareas tecnológicas mediante
hardware.
Los bloques de función se pueden aplicar universalmente sobre las plataformas hardware SIMATIC S7-300,
S7-400, ET 200S y WinAC. Para CPU se necesita una licencia runtime. La ingeniería tiene lugar con STEP 7.
La parametrización de los bloques de función se efectúa de forma sencilla y cómoda en pantallas al efecto.
Éstas se pueden solicitar junto con los bloques de función o como paquete por separado.
Para la conexión de sensores y actuadores,
■
■
se utilizan los módulos estándar de SIMATIC, p. ej. módulos de señal y de contaje, instalados centralizada o
descentralizadamente
o bien PROFIBUS con sensores y actuadores conectados directamente.
Las ventajas:
■
■
■
Soluciones económicas en la gama baja
Solución flexible llamando al bloque correspondiente en el programa de usuario
Prestaciones/dinámica escalables seleccionando la plataforma de ejecución:
SIMATIC S7-300, S7-400, ET 200S, WinAC
Módulos de función ET 200S descentralizados
Los módulos de función ET 200S son módulos inteligentes del sistema de periferia descentralizada ET 200S
y se aplican preferiblemente en aplicaciones distribuidas. Cumplen tareas tecnológicas en gran parte autónomas, es decir, independientes de la CPU.
Estos equipos traen consigo todas las ventajas del sistema ET 200S, como p. ej. el sistema inteligente de cableado, enchufe y desenchufe de los módulos en funcionamiento, así como configurabilidad modular al bit.
La parametrización de los módulos se efectúa con STEP 7. No es necesaria ninguna herramienta de parametrización adicional.
Las ventajas:
■
■
■
12
Rendimiento óptimo en tareas tecnológicas descentralizadas
Ahorros enormes en costes de cableado
Menor necesidad de espacio y configuraciones de hardware perfectamente adaptadas gracias a un diseño
compacto y modular al bit
SIMATIC Technology
© Siemens AG 2010
Los módulos de función se aplican siempre que existan mayores requisitos de precisión y dinámica. Son
módulos inteligentes de SIMATIC S7-300/400, realizan de forma autónoma las tareas tecnológicas y alivian
así la carga de la CPU.
Para la parametrización existen herramientas de configuración propias basadas en STEP 7. La parametrización y puesta en marcha se efectúan a través de cómodas pantallas.
Los módulos de función del S7-300 también se pueden aplicar de forma descentralizada en el sistema de
periferia ET 200M, incluso asociados a una solución de automatización basada en PC resuelta con WinAC.
Las ventajas:
■
■
■
Alta precisión y dinámica y tiempos de reacción cortos (respuesta temporal determinista)
Módulos especializados o universales con un amplio conjunto de funciones
No supone carga para la CPU ya que la funcionalidad reside en el firmware de cada módulo
Los controladores tecnológicos se aplican para funciones tecnológicas y constituyen una solución rentable
para aplicaciones con hasta 32 ejes.
El controlador de movimiento integrado proporciona potencia de cálculo adicional que permite solucionar
extensas tareas de control de movimiento que exigen altas prestaciones.
La parametrización se efectúa con S7-Technology, un paquete opcional de STEP 7. Para la programación se
dispone de una librería de bloques de función conforme a PLCopen.
Los accionamientos se conectan mediante una interfaz PROFIBUS adicional integrada, DP(DRIVE).
Esto proporciona transparencia desde la HMI hasta los parámetros de accionamiento.
Las ventajas:
■
■
■
Prestaciones elevadas en tareas de control de movimiento
Parametrización y programación en el entorno STEP 7 habitual.
Programación eficiente con bloques de función preprogramados y conformes al estándar PLCopen
Sistemas de regulación y módulos tecnológicos personalizables
Los módulos tecnológicos personalizables amplían la flexibilidad de la CPU, gracias a la potencia de cálculo
adicional, y así proporcionan las máximas prestaciones para control, cálculo y regulación en el SIMATIC.
La configuración de la función tecnológica se efectúa, dependiendo del módulo, gráficamente con las
herramientas conocidas de SIMATIC S7 (KOP/FUP, CFC/SFC o lenguaje de alto nivel C) y se personaliza
para la aplicación correspondiente.
El sistema de regulación SIMATIC TDC soluciona tareas de accionamiento, regulación y comunicación, incluso
las complejas, con los volúmenes de datos más elevados y los tiempos de ciclo más cortos.
Las ventajas:
■
■
■
Máxima velocidad de procesamiento y precisión
Máxima flexibilidad para cumplir requisitos específicos
Aplicable en todas las tecnologías
SIMATIC Technology
13
© Siemens AG 2010
Guía de selección
Función tecnológica
Pág.
Canales/
ejes
Contaje/medición
Control
por levas
Regulación
Continua
(analógica)
Discontinua
PWM
Leva de tiempo/
carrera
Dosificación
Medición
Contaje
Optimizado para
regulaciones de
temperatura
PID
Señal manip. a actuador
STEP 7 PID Control
16
cualquiera
STEP 7 PID Temp. Control
16
cualquiera
CPU 1211C
17
3/2
CPU 1212C
17
4/2
CPU 1214C
17
6/2
CPU 312C
17
2
CPU 313C
17
3
CPU 314C
17
4/14)
Standard PID Control
18
cualquiera
Modular PID Control
19
cualquiera
Easy Motion Control
21
cualquiera
1 SSI
22
1
2 PULSE
22
2
1 STEP
22
1
1 POS U
23
1
1 COUNT 5/24V
23
1
k
k
k
FM 350-1/450
25
1/2
FM 350-2
25
8
k
k
k
k
k/–
k
FM 352/452
25
1/1
FM 355C/455C
26
4/16
FM 355S/455S
26
4/16
FM 355-2C
27
4
FM 355-2S
27
4
FM 351/451
28
2/3
SM 338
28
3
IM 174
28
4
FM 353
29
1
FM 354
29
1
FM 453
29
3
FM 357-2
30
4
31
8/32
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
Controlador tecnológico
CPU 315T/317T 1)
k
14
FM 352-5
36
1
FM 458-1 DP, EXM 4xx
39
cualquiera
T400
42
2
SIMATIC TDC
46
cualquiera
SIMATIC Technology
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
para todas las tareas de automatización en la gama alta
k
k
© Siemens AG 2010
k3)
k
k
k
k
k
k
k
k3)
k3)
k
k
k
k
Configuración libre
Interpolación
Programas de
desplazamiento
Regulación de
presión
Ejes hidráulicos
Sincronización por
marcas impresas
Perfil de leva
Interfaz señal
de impulsos
(un eje, varios ejes)
Reductor eléctr.
Posicionamiento
Posicionam.
con
2 velocidades
absoluto
Auto-optimización
en
línea integrada
incremental
Función de respaldo
Captación de
posición
Limitación de tirones
Motion Control
Regulación de
posición
Regulación
k
k
k
k
k 3)
k 3)
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
1)
k
k 2)
k 2)
k
k
k 3)
k 3)
k
k
3)
4)
5)
6)
k
k
2)
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
Asociado a S7-Technology
Incluye mando desde OP en caso
de parada de CPU
Asociado a PID Self-Tuner
4x contaje, 1x posicionamiento
A través de IM 174
Señal manipulada a actuador
k
k 6)
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k 5)
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
SIMATIC Technology
15
© Siemens AG 2010
Regulación con las CPU S7
PID Control
PID Control proporciona un algoritmo PID con el que se pueden resolver directamente tareas sencillas de regulación. Con
él se pueden implementar reguladores continuos, paso a paso
o a impulsos/formadores de impulsos.
• PID Control con S7-1200:
La SIMATIC S7-1200 admite hasta 16 lazos de regulación
PID para aplicaciones sencillas en la industria de procesos.
Estos lazos de regulación pueden configurarse fácilmente
con un objeto tecnológico PID Compact y los editores
auxiliares del SIMATIC STEP 7 Basic Engineering System.
Además, PID Compact de la SIMATIC S7-1200 admite Autotuning, para calcular automáticamente los valores óptimos de
ganancia, tiempo de acción integral y tiempo de diferenciación. El panel de control integrado en SIMATIC STEP 7 Basic
simplifica la optimización del lazo de regulación. Ofrece
funcionalidad Autotune y ajuste manual para lazos de regulación sencillos, así como una presentación gráfica de la
evolución del lazo de regulación.
La parametrización de los reguladores se efectúa en STEP 7
por medio de una tabla sinóptica. El número de reguladores
implementables resulta de la capacidad de memoria existente
y el tiempo de ejecución total resultante.
PID Temperature Control
Además de los bloques de función PID Control, de aplicación
universal, STEP 7 ofrece dos bloques reguladores especializados en lazos de temperatura simples (p. ej. reguladores de
calor o de frío). Éstos incluyen un software de parametrización, un ejemplo de proyecto así como un manual electrónico.
El software de parametrización ofrece un asistente para la
auto-optimización, así como una pantalla especial de puesta
en marcha y se puede arrancar directamente desde el Administrador SIMATIC.
• Aparte de las funciones descritas en PID Control, el bloque
de regulación de temperatura dispone de una auto-optimización integrada en línea que es posible sin PG/PC.
• Además, está integrado un formador de impulsos para implementar reguladores a impulsos. Respecto a la solución
con PID Control, se suprime la interconexión de bloques
reguladores: se parametriza en vez de programar.
• Otro bloque de función sirve para implementar reguladores paso a paso.
Panel de control para sintonizar el PID en S7-1200
• PID Control en S7-300/400:
Los bloques de función estándar para las distintas funciones de regulación se encuentran en las librerías de STEP 7
y CFC y se cargan en las CPU. En las CPU compactas 313C y
314C, estos reguladores ya están disponibles como SFB
(System Functions Blocks) en el sistema operativo y no
ocupan memoria de usuario.
16
Parámetros de regulación en S7-300/400, en el ejemplo PID Temperature
Control
© Siemens AG 2010
Contaje, posicionamiento y regulación con las CPU S7
Las CPU S7 ofrecen diversas funciones integradas para
resolver tareas sencillas de contaje, posicionamiento y
regulación.
S7-1200
En función de la CPU se integran hasta seis contadores de alta
velocidad, tres a 100 kHz y tres a 30 kHz. Se utilizan para la
vigilancia precisa de encóders incrementales, contajes de frecuencia y la captura rápida de eventos de proceso.
En el control SIMATIC S7-1200 se han integrado dos salidas de
alta velocidad como salidas de tren de impulsos. Pueden utilizarse para la regulación de velocidad y posición de motores
paso a paso y servoaccionamientos. Se configuran fácilmente
con ayuda de un objeto tecnológico de eje y junto con los bloques de función PLCopen Motion, reconocidos internacionalmente, que vienen integrados en el SIMATIC STEP 7 Basic
Engineering System.
S7-300
Según el tipo de CPU compacta S7-300, están a su disposición
distintos contadores rápidos de hasta 60 kHz. Sirven para contar y medir la frecuencia con encóders incrementales.
Además, las CPU compactas ofrecen salidas con modulación
de ancho de impulsos paea el control directo de válvulas,
actuadores y aparatos de maniobra. Las CPU 313C y 314C
disponen además de bloques reguladores integrados que no
necesitan espacio en la memoria de usuario. Pueden combinarse de forma ideal para tareas de regulación con la periferia
integrada.
El panel de control integrado en el SIMATIC STEP 7 Basic
Engineering System simplifica la puesta en marcha de motores paso a paso y servoaccionamientos con interfaz señal de
impulsos. Permite el control, tanto automático como manual,
de ejes de movimiento individuales, y ofrece información de
diagnóstico en línea.
CPU compactas S7-300
La CPU compacta 314C dispone de funciones que permiten
resolver cómodamente tareas de posicionamiento sencillas. El
algoritmo de posicionamiento para desplazar un eje de forma
relativa o absoluta usando un motor y dos velocidades está
integrado en el sistema operativo de la CPU.
CPU compacta S7-1200
Como sistema de medida de desplazamiento se puede conectar un encóder incremental de 24 V. El valor de consiga se saca
por 4 salidas digitales o, alternativamente, una salida analógica ± 10 V.
Para posicionar, el módulo arranca primero el accionamiento
(p. ej. convertidor de frecuencia con motor asíncrono normalizado) con una salida en marcha rápida. Poco antes de alcanzar
la posición de destino (diferencia de conmutación) el módulo
conmuta el accionamiento a la velocidad lenta. Al alcanzar la
posición de destino o, dependiendo de la parametrización,
también un poco antes, se desconecta el accionamiento por
completo.
17
© Siemens AG 2010
Standard PID Control
Conmutación Manual-Automático avanzada
Standard PID Control es una estructura de regulador confeccionada que se adapta fácilmente al proceso de regulación activando o desactivando funciones. La estructura de regulador
se implementa a través de un bloque de función a cargar en la
CPU. Éste se configura gráficamente con el correspondiente
software de parametrización. Standard PID Control se aplica
sobre todo para tareas de regulación pequeñas o medianas:
En lazos de regulación de temperatura, presión, caudal y nivel.
Standard PID Control es especialmente idóneo para aplicaciones previamente automatizadas con reguladores autónomos.
• Conmutación Manual-Automático sin saltos
• Conmutación Manual-Automático con saltos, con el correspondiente aumento en escalón de la salida del regulador
para corregir más rápido el error de regulación
• Corrección del valor manual en modo Automático
Standard PID Control contiene los ejemplos terminados:
Cómoda parametrización
•
•
•
•
•
La parametrización se facilita gracias al apoyo gráfico que
ofrece la imagen de estructura de regulador, la imagen del
lazo, el registrador de curvas y la optimización del regulador.
La clara estructura de regulador, permite activar y desactivar
fácilmente funciones usando interruptores software.
Regulador paso a paso con simulación de sistema regulado
Regulador continuo con simulación de sistema regulado
Regulación de relación multilazo
Regulación de mezcla
Regulación en cascada
Regulador a impulsos
El regulador a impulsos está contenido en un bloque de función junto con el regulador continuo, incl. la conversión en
una señal PDM (formador de impulsos). Así, se simplifica la parametrización y puesta en marcha del regulador a impulsos.
Además, es posible ajustar por separado el intervalo de muestreo del regulador y el periodo del formador de impulsos. De
esta forma, se puede seleccionar un periodo mayor que el
intervalo de muestreo.
• Menores intervalos de muestreo tienen la ventaje de que la
respuesta del regulador a fallos y instrucciones del operador es más rápida.
• Por el contrario, un periodo mayor prolonga la vida del
actuador al reducirse la frecuencia de maniobras. Se
suprime la oscilación de los reales reales acortando automáticamente la duración efectiva del periodo.
• Otra ventaja es que la CPU se carga menos, ya que se puede
llamar al formador de impulsos a intervalos mayores.
• El ejemplo de un regulador a impulsos con salida de 3 puntos "CALENTAR - DESCONECTADO - REFRIGERAR" facilita la
puesta en marcha de un lazo de temperatura.
En caso de conmutación Manual-Automático, se pueden
seleccionar las siguientes funciones por parametrización:
Los parámetros se pueden cambiar también en el estado RUN
de la CPU o mientras estén activos el registrador de curvas o la
imagen de lazo.
Funciones de test
Numerosas funciones de test facilitan la puesta en marcha y
diagnóstico. Exactamente igual que en los módulos de regulación FM 355/455 y Modular PID Control, están disponibles una
imagen de lazo con diagrama de barras y un registrador para
ver la evolución de las señales. Se pueden mostrar simultáneamente la estructura de regulador, los parámetros introducidos
y su influencia sobre el resultado.
Las curvas registradas pueden guardarse en archivos y procesarse posteriormente, p. ej. con una hoja de cálculo.
Regulador paso a paso
Un algoritmo al efecto hace que este regulador paso a paso
funcione, para la misma precisión, con hasta un 50 % menos
de conmutaciones que uno convencional.
Esto minimiza el trabajo del actuador asociado y eleva considerablemente su vida útil.
La clara estructura de regulador de Standard PID Control
18
© Siemens AG 2010
PID Self-Tuner
Optimización de reguladores
El software de parametrización incluye una función de autoajuste para sintonizar, sin conocer exactamente el sistema
regulado, este regulador en poco tiempo. Para ello, se excita
el proceso variando en escalón la magnitud manipulada o
cambiando la consigna. Durante el transitorio, se captan y
visualizan automáticamente los valores del proceso. A partir
de estos valores, el programa calcula un modelo matemático
del sistema regulado y determina los parámetros más favorables de reguladores PI y PID de acuerdo al criterio del valor
absoluto óptimo.
En la auto-optimización del regulador, se puede elegir entre
dos respuestas transitorias distintas:
• Respuesta transitoria del lazo hasta con un 10 % de rebase
transitorio
• Respuesta transitoria sin rebase
Para auto-optimización en línea se recomienda usar el PID Self
Tuner.
El paquete opcional PID Self-Tuner transforma, con bloques de
función complementarios, el regulador PID en un regulador
PI o PID auto-sintonizable:
• Regulador PID continuo
• Regulador paso a paso con y sin realimentación de posición
Las funciones, fácilmente comprensibles, y los ejemplos, cuidadosamente elegidos, permiten ajustar en línea el regulador
y adecuarlo al proceso.
PID Self-Tuner se puede combinar flexiblemente con los
productos de regulación PID Control (integrado en STEP 7),
Standard y Modular PID Control, así como FM 355 y FM 455.
Puede utilizarse en las plataformas hardware SIMATIC S7-300/
400 y WinAC, y es idóneo para optimizar lazos de regulación
de temperatura, nivel y caudal.
Condiciones del proceso
• Respuesta transitoria asintótica y estable
• Retardos no demasiado grandes
(retardo < 0,3 * tiempo de estabilización)
• Linealidad suficiente en el rango de trabajo seleccionado
• Calidad suficiente de las señales medidas
• Ganancia no demasiado elevada
Funciones
PID
Self-Tuner
Consigna
Regulador
PID
Valor
actual
Proceso
Variable
manipulada
G_ST70_XX_00717
Parámetros PID
• Primer ajuste en línea de reguladores PID
• Sintonización en línea del regulador PID para reoptimización en el punto de trabajo
• Optimización de procesos con refrigeración activa y
calefacción
• Modo manual
• Optimización en comportamiento de zonas de regulación
• Funciones de test
PID Self-Tuner optimiza un regulador PID
19
© Siemens AG 2010
Modular PID Control
Modular PID Control es una librería de bloques de función
estándar adecuados óptimamente entre sí.
A partir de éstos se pueden agrupar estructuras de regulación
para SIMATIC S7-300/400 y WinAC en aplicaciones de control
de procesos. Asociado al módulo analógico SM 334 se pueden
conseguir intervalos de muestreo de hasta 5 ms.
La interconexión de los bloques es posible en STEP 7, SCL y de
forma muy sencilla, gráficamente en CFC. Así se pueden crear
y probar estructuras de regulación, incluso complejas, de
forma muy flexible y clara.
Ejemplos terminados
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Regulador de consigna fija con distintas salidas
Regulador de relación monolazo
Regulación de relación multilazo
Regulador de mezcla
Regulador en cascada
Regulador con control anticipativo
Regulador con acción anticipativa
Regulador de selección de rango
Regulador de transición (override)
Regulador multivariable
Las funciones equivalen a las de Standard PID Control
•
•
•
•
Funciones de test
Respuesta transitoria sin rebase
Algoritmo de regulación para reguladores paso a paso
También aquí se recomienda la combinación con PID SelfTuner para la auto-optimización en línea de sistemas regulados de temperatura.
Modular PID Control con el editor gráfico de esquemas de función CFC
El software de parametrización correspondiente contiene una
imagen de lazo con diagramas de barras y un registrador para
ver la evolución de las señales. Con ellos, se facilita considerablemente la puesta en marcha.
Modular PID Control se utiliza, por una parte, en aplicaciones
en las que se deben diseñar estructuras de regulación muy
amplias. Por otro lado, también es adecuado para aplicaciones
en las que se debe ahorrar espacio de memoria y en las que
cada regulador del sistema modular satisface los requisitos
con exactitud. Modular PID Control también es recomendable
cuando sólo se utilicen bloques de cálculo analógicos como
zona muerta, línea poligonal, normalización o programador
horario.
Están disponibles los siguientes tipos de regulador:
• Regulador PID continuo
• Regulador a impulsos
• Regulador paso a paso
20
© Siemens AG 2010
Easy Motion Control
Algunos casos de aplicación son, p. ej., el desplazamiento absoluto o relativo, así como el sincronismo de reductor sencillo
tanto en ejes lineales como giratorios. Los campos de aplicación son ejes de reglaje y desplazamiento, así como ejes de
alimentación y transporte. También es posible una transición
al vuelo a un nuevo movimiento.
Easy Motion Control es idóneo en aplicaciones que suponen
desplazar entre 1 y 5 ejes por máquina. Los requisitos de
memoria se encuentran entre 10 y 20 kbytes para el primer
eje. Cada eje adicional sólo requiere 1 kbyte.
Ventajas
• Abierto en la elección del tipo de accionamiento
(excepto motores paso a paso)
• Interfaz estándar conforme a PLCopen Motion Control
• Integrable flexible y universalmente en el programa
STEP 7
• Permite el modo isócrono
Funcionamiento
El posicionamiento se efectúa mediante los bloques de función cargados en la CPU. La interfaz estándar conforme a
PLCopen Motion Control permite la integración sencilla y
perfecta en el programa de usuario.
Con STEP 7 y el software de parametrización suministrado
facilitan la parametrización y puesta en marcha de tarea de
posicionamiento; es decir, no es necesario ningún lenguaje
específico de Motion Control.
Se pueden utilizar, dependiendo de la aplicación, distintos módulos de interfaz para realimentar la señal del encóder y sacar la consigna.
Están disponibles drivers de entrada y de salida para los módulos de interfaz más corrientes. Los drivers universales permiten, además,
la conexión de cualesquiera interfaces de
valor real y de consigna.
Driver de entrada para captación de posición
•
•
•
•
•
•
•
CPU 314C
SM 338
FM 350-1, FM 450-1
ET 200S 1 SSI
ET 200S 1 COUNT
Encóder absoluto PROFIBUS DP
Driver universal para cualesquiera módulos de interfaz
Driver de salida para controlar el accionamiento desde
•
•
•
•
•
CPU 314C
SM 332, SM 432
ET 200S 2 AO U
MICROMASTER 4 vía PROFIBUS DP
Drivers universales
Representación KOP
EN
MC_MoveAbsolute
Execute
ENO
Busy
Position
Done
Velocity
CmdAborted
Acceleration
Deceleration
Direction
Axis
Init
Error
G_ST70_XX_00719
Easy Motion Control es la solución flexible y económica basada en software para tareas de posicionamiento con regulación
de posición con SIMATIC S7-300/400 y WinAC. Easy Motion
Control comprende los bloques de función de la CPU y un
software de parametrización.
Bloque PLCopen en STEP 7
21
© Siemens AG 2010
Módulo generador de impulsos 2 PULSE
NUEVO
El módulo tecnológico bicanal 2 PULSE se usa para controlar
actuadores y válvulas. Asociado a paquetes de software de
regulación SIMATIC, p. ej. Standard PID Control, puede sacar
descentralizadamente señales PWM para actuadores, descargando así a la CPU. Se aplica por ejemplo para controlar contactores estáticos o resistencias calefactoras.
Estación ET 200S modular al bit
Existen a su disposición distintos módulos ET 200S para poder
realizar funciones con inteligencia descentralizada. Pueden
funcionar a través de IM 151 y PROFIBUS DP tanto en maestros
S7 como en maestros normalizados PROFIBUS DP. Además,
también es posible conectarlos a PROFINET vía IM 151-3 PN.
La parametrización se efectúa mediante STEP 7 o con archivos
GSD estandarizados del entorno abierto de automatización.
No se necesita ningún bloque de función estándar.
Ejemplos de aplicación para módulos ET 200S son las máquinas de mecanizado de madera y máquinas de papel, así como
la regulación de calefacción.
Módulo lector de posición 1 SSI
El módulo de señales monocanal 1 SSI permite conectar encóders SSI al ET 200S y solucionar tareas de posicionamiento
sencillas. El algoritmo de posicionamiento propiamente dicho
se procesa en la CPU, p. ej. con Easy Motion Control.
• 1 SSI capta los valores reales del encóder SSI (13 a 25 bits)
y los pone a disposición del maestro superior (p. ej. CPU).
• Además, el valor real se puede comparar con dos valores
establecidos por el maestro.
• 1 SSI soporta en el modo isócrono un tiempo de ciclo de
250 µs. También se puede utilizar un encóder más lento
con desmultiplicación de forma sincronizada.
• Para proteger la transferencia puede evaluarse un bit de
paridad.
22
El módulo 2 PULSE funciona en los siguientes modos:
• Emisión de impulsos: En la salida digital de 24 V se emite
una sola vez un impulso con la duración definida.
• Tren de impulsos: Por la salida digital de 24 V se emite un
número de impulsos establecido por el usuario a la frecuencia definida.
• PWM (modulación de ancho de impulsos):
Por la salida digital de 24 V se emite una secuencia de
señales moduladas en ancho de impulsos.
• Retardo a la excitación/desexcitación:
Una señal pendiente en la entrada digital de 24 V se emite
con retardo a la excitación/desexcitación por la salida
digital de 24 V.
• Salida de frecuencia: por la salida de 24 V se emite una
frecuencia hasta 5 kHz predeterminada.
En los modos PWM y tren de impulsos, el 2 PULSE puede medir
la corriente emitida en cada caso y comunicarla a la CPU. Para
ello, el valor de medida se promedia para todo el periodo. Esto
permite conectar directamente válvulas proporcionales sencillas y regularlas con precisión. El modo isócrono mejora aún
más la precisión de una regulación. Para aumentar la potencia
pueden conectarse en paralelo los dos canales del módulo,
generando así una corriente hasta de 4 A. La interfaz ampliada
de datos de usuario ofrece mayor comodidad en el control del
módulo.
Módulo de motor paso a paso 1 STEP
NUEVO
El módulo de motor paso a paso monocanal 1 STEP se encarga
de tareas de posicionamiento en combinación con motores
paso a paso. Es adecuado, p. ej., para dispositivos de avance
en líneas de montaje, líneas transfer, máquinas de impresión
y máquinas de papel y textiles.
Están disponibles las siguientes tareas de desplazamiento:
• Posicionamiento incremental: el eje se desplaza en un
trayecto establecido
• Posicionamiento absoluto: el eje se desplaza hasta la posición establecida
• Búsqueda del punto de referencia: el eje se desplaza para
encontrar el punto de referencia e inicializar el sistema de
medida
© Siemens AG 2010
• Modo de velocidad: la frecuencia establecida por el control
se emite por la salida, teniendo en cuenta la rampa de aceleración/deceleración. Este modo de operación también es
idóneo para utilizar el 1 STEP en un control de posicionamiento superior como salida para motores paso a paso, y
en caso necesario también para el modo isócrono.
Para favorecer la flexibilidad de uso, se puede utilizar como
valor de respuesta la velocidad actual, la posición actual o el
trayecto residual.
El 1 STEP posee dos entradas digitales con funcionalidad configurable como:
• Sensor de referencia como ayuda para la búsqueda de
punto de referencia
• Final de carrera superior o inferior para limitar el margen de
desplazamiento
• Parada externa para detener el eje con una señal externa
• Habilitación de impulsos externa para permitir el funcionamiento con una señal externa
Es posible el uso simultáneo como sensor de referencia y final
de carrera.
Módulo de posicionamiento 1 POS U
El módulo de posicionamiento monocanal 1 POS U
es ideal para posicionar
ejes, tanto lineales como
giratorios, de reglaje y desplazamiento. Se aplica, entre otros, en máquinas de
papel y cartón, la industria
alimentaria, así como en
Módulo de posicionamiento 1 POS U
sistemas de transporte y
manutención.
• Para la captación de posición pueden utilizarse encóders de
impulsos, encóders incrementales (con señales diferenciales de 5 V o señales de 24 V) o encóders absolutos con
interfaz SSI.
• El posicionamiento en lazo abierto se efectúa, conforme al
principio de dos velocidades, con tres salidas digitales que
controlan el accionamiento. El eje se puede desplazar a una
posición absoluta o en un trayecto relativo.
• En la función marcha a impulsos (Jog), el programa de
usuario especifica señales de control que pasan por el
módulo sin sufrir cambio alguno.
• Tres entradas digitales de 24 V sirven para buscar el punto
de referencia y como finales de carrera hardware.
• La parametrización durante el servicio (para diferencia de
conmutación/desconexión) es posible.
• Junto con el valor real, también se puede leer el trayecto
residual.
• 1 POS U permite también el modo de dosificación con una
válvula de dos niveles; en este modo, sólo se evalúa una
pista del encóder incremental.
Módulos contadores 1 COUNT 5 V/24 V
Los módulos contadores monocanal 1 COUNT 5 V/24 V son
ideales para aplicaciones de contaje y medición descentralizadas.
En ellas, los módulos suministran los 24 V para alimentar el
sensor conectado.
• 1 COUNT cuenta los impulsos entrantes en función de las
señales de puerta (p. ej. barrera fotoeléctrica conectada a
la entrada digital integrada).
• Además, se evalúa el sentido de las señales, se compara el
estado del contador/la medida con un valor definido y,
dado el caso, se emite una respuesta a través de una salida
digital integrada.
Los módulos contadores
permiten las siguientes
funciones:
• Contaje único, periódico
o sin fin
• Medición de longitud,
frecuencia, velocidad y
periodo
• Captación de la posición
con encóders incrementales *)
Módulo contador 1 COUNT 5 V/500 kHz
*) En Fast Mode resulta posible
ejecutar aplicaciones isócronas
especialmente rápidas de hasta 500 µs.
23
© Siemens AG 2010
Para tareas tecnológicas hay a su disposición una serie de
módulos de función (FM) parametrizables:
• En formato S7-300 para S7-300, ET 200M y WinAC
• En formato S7-400
El software de parametrización correspondiente permite parametrizar los FM de forma sencilla y guiada por pantalla, p. ej.
•
•
•
•
Selección del tipo de sensor deseado
Selección del modo de operación apropiado
Introducción de los datos de máquina
Establecimiento de los recorridos
Un guía rápida, Getting Started, permite obtener, procediendo
en sencillos pasos, una configuración ejecutable.
Los FM poseen salidas y entradas integradas específicas a las
que se pueden conectar directamente los sensores (p. ej. encóders) y actuadores (p. ej. accionamientos).
La placa de características electrónica contiene los datos de
identificación almacenados en un módulo, tales como referencia, numero de versión, fecha de montaje o subdivisión
fundamental, que identifican el módulo de forma única y están disponibles en línea para, p. ej., simplificar la corrección
de errores.
24
Módulos de función de los sistemas S7-400 y S7-300
© Siemens AG 2010
Módulos contadores
Secuenciadores de levas
Módulos contadores
FM 350-1/450
Secuenciadores de levas
FM 352/452
Los módulos contadores
inteligentes FM 350-1
(1 canal) y FM 450 (2 canales) se pueden aplicar perfectamente para una amplia
gama de tareas de contaje a
alta frecuencia y tareas precisas de medición (hasta
500 kHz).
• Procesan directamente
Módulos contadores FM 350-1
los impulsos de encó(izquierda) y FM 450 (derecha)
ders incrementales en
función de las señales de
puerta (p. ej. barrera fotoeléctrica). La habilitación/inhibición se controla por niveles, impulsos o a través del programa de usuario.
• Evalúan el sentido de los impulsos en encóders incrementales y comparan el valor de contaje con dos valores de
referencia configurables.
• Se puede parametrizar si se debe dar una respuesta a través
de salidas digitales o una alarma de proceso en la CPU al
alcanzar el valor final o un valor de referencia.
Los secuenciadores de levas (levas electrónicas) se
aplican para controlar funciones dependientes de la
posición o del tiempo. Son
superiores a los secuenciadores de levas mecánicos
sobre todo por su gran flexibilidad, p. ej. se pueden
realizar modificaciones por
software durante el funcionamiento.
Los módulos contadores permiten las siguientes funciones:
• Contaje único, periódico o sin fin
• Medición de longitud, frecuencia, velocidad y periodo *)
• Captación de la posición con encóders incrementales
Módulo contador FM 350-2
FM 350-2 es un módulo contador de doble anchura con 8 canales independientes para una extensa gama de tareas de
contaje y medición universales de hasta 20 kHz.
En combinación con válvulas multinivel, el FM 350-2 controla
adicionalmente la función Dosificar. En ella, se agrupan 4 canales de contaje en un canal de dosificación. Una vez habilitada la puerta, se realiza una dosificación única hasta el valor
final superior o inferior.
Secuenciadores de levas FM 452
(izquierda) y FM 352 (derecha)
FM 352/FM 452 son secuenciadores de levas monocanal y
descargan a la CPU seteando y reseteando autónomamente
levas electrónicas en función de la posición real. Disponen de
32 pistas de leva que puede leer la CPU. Además, muchas de
estas pistas de leva pueden emitirse directamente a través de
salidas digitales integradas para garantizar tiempos de reacción extremadamente cortos.
Las levas pueden asignarse libremente y aplicarse como levas
de tiempo o de carrera:
• Control por levas en función del recorrido:
Un encóder capta la posición de un eje y dependiente de
ello es posible activar y desactivar levas
• Control por levas en función del tiempo:
Las levas se setean en función de la posición y se resetean
en función del tiempo marcado por un reloj integrado
• Una reproducibilidad de hasta 20 μs garantiza la máxima
precisión.
Funciones adicionales del FM 352/452:
• Compensación dinámica de tiempo muerto (acción
anticipada, función de la velocidad, a la posición de
conmutación)
• Pista de levas de contaje parametrizable
• Pista de levas de frenado parametrizable (la prensa se
detiene siempre en posición de apertura)
*) sólo con FM 350-1
25
© Siemens AG 2010
Módulos de regulación
Módulos de regulación
FM 355/455
El FM 355 (4 canales) y el
FM 455 (16 canales) son
módulos de regulación
universales que están disponibles en dos versiones
distintas:
• FM 355C/FM 455C como
regulador continuo para
controlar actuadores
analógicos, p. ej. válvulas
Módulos de regulación FM 455
• FM 355S/FM 455S como
(izquierda) y FM 355 (derecha)
regulador paso a paso o
a impulsos para actuadores controlados digitalmente (p. ej.
motorizados, calefactores eléctricos y actuadores integradores)
Campo de aplicación
Los módulos de regulador son de aplicación universal, p. ej.
para regulación de temperatura, presión, caudal o nivel en los
campos más diversos de la construcción de maquinaria e instalaciones. Gracias a sus funciones de respaldo, los módulos
son particularmente idóneos para aplicaciones de control de
procesos en industria química, del vidrio y cerámica. Tanto los
procesos continuos como los procesos por lotes se pueden
regular por igual.
Parametrización
El módulo de regulación incluye un software de parametrización con ayuda en línea detallada, manual y Getting Started,
así como bloques de función para la comunicación entre FM y
CPU. Las numerosas funciones de prueba y opciones de simulación facilitan la puesta en marcha.
Estructuras de regulación
Los módulos de regulación contienen varias estructuras de
regulación en gran parte preprogramadas:
• Regulación de referencia fija
• Regulación en cascada
• Regulación de relación
• Regulación de 3 componentes
Se pueden interconectar hasta 4 reguladores a una estructura
de regulación.
26
• El regulador PID puede optimizarse mediante el software
de parametrización (PG/PC necesario).
• Para regular y optimizar muchos lazos de regulación de
temperatura, están disponibles módulos por separado para
FM 455 (salvo regulador paso a paso). Se utilizan para regular un número mayor de zonas de calefacción y calefacción/refrigeración individuales, como sucede preferentemente en una extrusora.
Modo de respaldo
Esta función garantiza que el módulo de regulación también
siga funcionando si falla o se detiene la CPU. Para el modo de
respaldo es posible ajustar una consigna de seguridad específica. Se puede parametrizar un valor de seguridad para la magnitud manipulada que actúa si falla el transmisor.
Modos de operación
Además del Automático y de respaldo, los módulos tienen los
modos de operación siguientes:
• Modo manual
• Modo seguimiento
• Modo de seguridad
Actualización de firmware
Se puede descargar de Internet la versión de firmware actual
para una actualización rápida y sencilla. Usando el software de
parametrización se transmite al módulo el nuevo firmware.
Entradas
Las entradas analógicas se pueden utilizar para medir valores
analógicos o para acciones anticipativas. Una entrada adicional sirve para compensar la temperatura si se usan termopares. Las características correspondientes de los sensores compatibles están almacenadas en el módulo y se activan por parametrización. Si no estuviese ya preparada una determinada
característica de sensor, existe la posibilidad de introducir una
característica cualquiera definiendo nodos de interpolación.
© Siemens AG 2010
Interfaz gráfica de parametrización del FM 355C
Optimización de reguladores en el módulo de regulación de temperatura
FM 355-2
Módulo de regulación de
temperatura FM 355-2
FM 355-2 dispone de una función de auto-optimización en
línea integrada que se puede usar incluso sin PG/PC.
El módulo de regulación
FM 355-2, de 4 canales,
está disponible en dos
versiones:
• FM 355-2C con salidas
analógicas, como regulador continuo
• FM 355-2S con salidas
digitales, como regulador a impulsos/paso a
paso
La rutina de auto-optimización se puede iniciar tanto desde la
temperatura ambiente mediante un escalón de magnitud manipulada (primera optimización) o desde el punto de trabajo
del regulador (reoptimización).
Módulo de regulación FM 355/-2
El módulo está diseñado específicamente para lazos de temperatura; se pueden implementar y optimizar también reguladores con calefacción y/o refrigeración activa. Por principio se
pueden regular también otras magnitudes físicas con requisitos similares. FM 355-2 tiene, con respecto a FM 355, mayor
precisión en las entradas analógicas que ofrece ventajas principalmente al utilizar termopares.
Para iniciar la optimización basta con un estado cuasiestacionario, es decir, se tolera una deriva del valor real. Los parámetros de regulación ya están disponibles cuando se alcanza el
punto de inflexión de la respuesta al escalón. No es necesario
alcanzar un estado final estacionario, lo que acorta considerablemente el tiempo de puesta en marcha.
El regulador dispone de una zona de regulación para aproximarse rápidamente al punto de trabajo. Debilitando la acción
P, que es ajustable, se puede modificar la respuesta del regulador a un escalón de consigna y evitar rebases transitorios.
Los límites de la magnitud manipulada son modificables en
línea.
El módulo funciona con un algoritmo PID. El intervalo de
muestreo es de 100 ms por entrada analógica utilizada. Para
simplificar el uso de las funciones de regulación más importantes, se adjunta al módulo un ejemplo de proyecto para
panel OP27.
Modo de respaldo
Esta función garantiza que el módulo de regulación también
siga funcionando si falla o se detiene la CPU. Para el modo de
respaldo es posible ajustar una consigna de seguridad específica. Se puede parametrizar un valor de seguridad para la magnitud manipulada que actúa si falla el transmisor.
27
© Siemens AG 2010
Módulos de posicionamiento FM 351/451
Módulo PROFIBUS
IM 174
Los módulos de posicionamiento FM 351 (2 canales)
y FM 451 (3 canales) se utilizan para mover y posicionar ejes mecánicos usando
un motor con dos velocidades. Se pueden desplazar
ejes giratorios y lineales de
forma absoluta o relativa.
IM 174 es un módulo
PROFIBUS isócrono en formato S7-300 para operar
hasta cuatro accionamientos vía PROFIBUS DP en un
sistema de control de movimiento. Éstos pueden ser
El nuevo módulo isócrono
accionamientos eléctricos o
PROFIBUS IM 174
hidráulicos con interfaz
analógica de consigna
(+/- 10 V) o motores paso a paso con interfaz de impulso/
sentido. Como sistemas de control de movimiento pueden
utilizarse las CPU tecnológicas y SIMOTION C/P/D.
FM 451/351
FM 351/451 permiten precisiones de posicionamiento relativamente altas a pesar del sencillo accionamiento y posibilitan
así soluciones económicas. Los campos de aplicación del
FM 351/451 son, p. ej., los ejes de reglaje en el sector de
logística y transporte.
Las posiciones de destino pueden ser especificadas por la CPU
y modificadas en funcionamiento. Sin embargo, también se
pueden almacenar permanentemente en una tabla en el módulo de posicionamiento. Si se desea, se puede ir a la posición
de destino siguiendo siempre el mismo sentido independientemente de la posición actual. Opcionalmente puede monitorizarse la detención del eje puede antes de iniciar un nuevo
posicionamiento.
Los valores reales (valores de encóder) se transfieren desde
el IM 174 al sistema de control de movimiento a través de
PROFIBUS DP. Como encóder se pueden utilizar encóders incrementales de 5 ó 24 V o bien encóders absolutos SSI. El
regulador de posición del sistema calcula la consigna de velocidad. Este valor se transmite vía PROFIBUS DP al IM 174,
desde donde se emite.
SIMATIC IM 174
Módulo de lectura de
posición SM 338
SM 338 prepara los valores de encóder de posición para su ulterior procesamiento en el programa STEP 7. El procesamiento
ulterior se realizará en la CPU, p. ej. posicionamiento con Easy
Motion Control. La parametrización se efectúa con STEP 7, no
hace falta otro software de configuración.
El SM 338 admite telegramas SSI de 13 a 25 bits que se protegen con un bit de paridad.
28
PROFIBUS
Encoder incremental con señal
Encoder SSI con señal
±10 V
±10 V
Señal
de sentido
de impulsos
Accionamiento
servo 1
Accionamiento
motor paso a paso
Accionamiento
servo 2
Conexión de accionamientos al módulo PROFIBUS IM 174
G_ST70_XX_00720
El módulo de lectura de
posición SM 338 permite la
conexión de hasta 3 encóders SSI a S7-300 y
ET 200M. El comportamiento isócrono y la
función de congelación a
Módulo de lectura de posición SM 338
través de entradas digitales
permiten aplicaciones de
tiempo crítico en el campo de detección de posición.
© Siemens AG 2010
Módulos de posicionamiento para motores paso a paso y servomotores
Módulos de posicionamiento para motores paso a paso y servomotores
Módulo
FM 353
FM 354
FM 453
Formato
S7-300
S7-300
S7-400
Motor
Motor paso a paso
Servomotor
Motor paso a paso y servomotor
Sistema de medida
No necesario
5 V incremental, SSI
5 V incremental, SSI
Número de ejes
1
1
3
Estos módulos sirven para el control de motores paso a paso o
para la regulación de posición con servomotores. Se pueden
aplicar tanto para posicionamiento punto a punto y perfiles
complejos de desplazamiento con máximos requisitos de
dinámica, precisión y velocidad, como para aplicaciones multieje. Se pueden desplazar ejes giratorios y lineales de forma
absoluta y relativa. Ejemplos de aplicación son el posicionamiento de ejes de aproximación, reglaje, preparación, servicio,
producción y transporte.
Gracias al posicionamiento autónomo de los motores paso a
paso y servomotores, se alivia de carga a la CPU del sistema.
En el modo automático se ejecutan perfiles de posicionamiento
(programas de desplazamiento) complejos de forma continua
o paso a paso. Los programas de desplazamiento pueden
ser cargados en funcionamiento. Para el acoplamiento con la
máquina, se dispone de entradas (p. ej. para medición rápida)
y salidas (p. ej. 'posición alcanzada') configurables.
Motores paso a paso
Se utilizan motores paso a paso cuando se debe posicionar
con carga reducida y no hay grandes fluctuaciones de carga.
En ese caso se pueden alcanzar altas precisiones (del orden de
µm) similares a las de los servomotores. A ello contribuye también la compensación del desgaste de la herramienta y de las
holguras de reductores. Permite soluciones relativamente
económicas porque no precisa de un sistema de medición.
Servomotores
Los servomotores producen pares de entre 0,1 Nm y algunos
cientos de Nm y son apropiados, p. ej., para posicionamientos
precisos con fluctuaciones de carga o dinámica elevada.
FM 354/453 controlan el accionamiento a través de una interfaz analógica al efecto. Los encóders realimentan la posición
actual del eje. La comparación de la posición real con la consigna
establecida permite optimizar continuamente la posición, velocidad y aceleración. La función de calibración del encóder
absoluto permite reajustar rápidamente la instalación tras la
sustitución de un encóder absoluto defectuoso. Por esta razón
también pueden utilizarse encóders no programables, más
económicos.
Solución completa de un único proveedor
Los accionamientos a base de SIMODRIVE 611 Universal y
MASTERDRIVES MC/VC, así como SINAMICS S120 (precisa
TM41) y servomotores 1FT6/1FT7/1FK7, constituyen un complemento óptimo para los ejes de servomotor. Para complementar la solución de accionamientos se dispone de encóders
incrementales y absolutos de la serie SIMODRIVE Sensor, así
como de los cables confeccionados MOTION-CONNECT.
FM 353/453 proporcionan
impulsos a la etapa de potencia del motor paso a
paso a través de su interfaz
de impulso/sentido. El
número total de impulsos
determina la longitud del
trayecto; la frecuencia de
pulsación influye en la velocidad de desplazamiento.
Módulo de posicionamiento
FM 354 para servomotores
29
© Siemens AG 2010
Control de trayectoria y de posicionamiento FM 357-2
Campo de aplicación
Funcionamiento
FM 357-2 es un módulo de control de trayectoria y posicionamiento para controlar hasta cuatro ejes giratorios o lineales.
Se pueden conectar motores paso a paso y servomotores con
interfaz de ± 10 V o interfaz PROFIBUS DP. La vigilancia de la
posición real puede efectuarse, a elección, mediante encóder
incremental RS 422 o mediante encóder absoluto SSI.
Según el tipo de eje utilizado, el movimiento de los ejes de
motor paso a paso o de servomotor se realiza como en los
módulos FM 353/FM 354. Por el contrario, en el FM 357-2 los
ejes pueden moverse también con interpolación.
FM 357-2 ofrece las prestaciones de un control CNC para la
construcción de maquinaria en general. Integrado en
SIMATIC, el módulo posee al mismo tiempo toda la facilidad
de manejo de STEP 7.
Cubre prácticamente todos
los ámbitos del control automático de movimiento,
desde el posicionamiento
simple hasta el control de
trayectoria con interpolación, tiene funcionamiento
autónomo y de esta forma
alivia al módulo central del
sistema de automatización.
Módulo de control de trayectoria y
posicionamiento FM 357-2
El módulo es especialmente apropiado para el movimiento de sistemas que trabajan en varias dimensiones, como máquinas de mecanizado
de metales, robots, manipuladoras, curvadoras y plegadoras.
Además, es ideal para el control de máquinas con control coordinado de movimientos, como máquinas de embalaje, de
papel, de impresión y textiles.
Diseño
Según el firmware del sistema, se obtienen las variantes
FM 357-2L, FM 357-2LX o FM 357-2H a partir del equipo
básico FM 357-2. Las interfaces variables permiten la conexión de diferentes sistemas de accionamiento (incluso en
operación mixta):
• Interfaz analógica/PROFIBUS DP para aplicaciones de
control de movimiento o servoejes con encóders, así como
motores asíncronos trifásicos
• Interfaz de motor paso a paso para ejes de motor paso a
paso
30
Funciones de FM 357-2L
• Interpolación interna y coordinación de uno a cuatro ejes:
Interpolación lineal, circular y compleja; control de trayectoria; ejes de sincronismo; interpolación por tabla; perfil de
leva inteligente.
• Funciones de monitorización: Rotura de cable, marca cero,
parada, llegada a destino, final de carrera de software.
• Funciones especiales: Medición de longitud, arranque/
parada mediante entrada rápida, limitación de tirones,
PRESET de valor real al vuelo.
• Existencia de varios canales: hasta 4 canales definibles en
cualquier combinación (en FM 357-2H: 1 canal).
Funciones de FM 357-2LX
Como FM 357-2L, añadiendo las siguientes funciones adicionales:
• Interpolación spline de alto nivel,
• Control de ejes gantry para pórticos,
• Desplazamiento hasta tope fijo (p. ej. para el amarre de
herramientas),
• Zonas protegidas 3D.
Funciones de FM 357-2H
Como FM 357-2LX, añadiendo las siguientes funciones:
• Transformación de coordenadas para sistemas de brazos
articulados, Scara y de pórtico con hasta cuatro ejes;
• Función Teach-In con terminal portátil HT 6.
Parametrización
FM 357-2 se programa mediante un editor de programas integrado en STEP 7 según DIN 66025. FM 357-2 contiene potentes extensiones de comandos de programación en lenguaje de
alto nivel adicionales a la norma. Existe un asistente para la
puesta en marcha que ofrece cómodas funciones:
• Desplazar y probar ejes online desde el PG/PC,
• MDI, JOG, modo automático,
• Diagnóstico y avisos de error,
• Función de osciloscopio.
© Siemens AG 2010
Control lógico y de movimiento en un mismo equipo
Campos de aplicación
Asociadas a los bloques de control de movimiento conformes
con PLCopen, los controladores tecnológicos se adecuan especialmente para controlar movimientos en los que intervienen
varios ejes acoplados.
Además de un posicionamiento monoeje con regulación de
posición, permiten realizar especialmente secuencias de
movimiento complejas y sincronizadas, como sincronismo de
reductor, de perfiles de levas y corrección por marcas impresas. Los ejes en sincronismo pueden acoplarse a un maestro
virtual o real.
CPU tecnológicas del S7-300
Los fabricantes de maquinaria e instalaciones se encuentran
cada vez más frente al reto de tener que ofrecer máquinas
cada más flexibles y productivas en un escenario de precios
decrecientes. En el caso de máquinas de nuevo diseño, han
aumentado notablemente las soluciones mecatrónicas1), por
sus ventajas de costes.
Para la implementación de soluciones mecatrónicas se integran en los sistemas de automatización y accionamiento cada
vez más funciones tecnológicas orientadas principalmente al
control de movimiento. En este contexto, Siemens ofrece las
CPU tecnológicas SIMATIC S7-300 para el control lógico y de
movimiento en una CPU.
El PROFIBUS isócrono permite controlar los ejes a través de un
sistema de bus digital. La segunda interfaz PROFIBUS DP permite la parametrización y puesta en marcha cómodas de los
accionamientos desde el PC/PG.
Así, los controladores tecnológicos cubren un gran número de
nuevas aplicaciones, p. ej.:
• Líneas de procesamiento/montaje
• Máquinas de paso continuo
• Paletizadoras
• Brazos
• Pórticos sencillos (con interpolación simple basada en el
sincronismo por perfiles de levas)
• Llenar
• Envolver, enrollar
• Alimentación por rodillos
• Cizalla voladora
• Desplagador de cartón
• Máquinas etiquetadoras
Las CPU tecnológicas combinan
• las potentes CPU estándar 315-2 DP, 317-2 DP y
• funciones de control de movimiento según PLCopen.
Las CPU tecnológicas disponen de un compacto formato mecánico con periferia rápida de E/S (4 entradas digitales, 8 salidas
digitales) y dos interfaces PROFIBUS DP:
• Interfaz isócrona PROFIBUS DP(DRIVE) para el control dinámico de movimiento de varios ejes acoplados o de ejes
individuales.
• Interfaz MPI/DP para conectar otros componentes SIMATIC,
p. ej. PG, OP, autómatas S7 y periferia descentralizada
Operando como interfaz DP permite construir redes de
gran extensión.
1) Mecatrónica: sustitución de componentes mecánicos como, p. ej., reductores
por una mera solución de software, "Reductor electrónico".
31
© Siemens AG 2010
SIMATIC CPU 317TF-2 DP: seguridad y control de
movimiento en un sólo controlador NUEVO
Ahora, con la nueva SIMATIC CPU 317TF-2 DP se dispone de un
controlador que permite resolver en un sólo aparato tareas de
control de movimiento, tareas de seguridad y tareas estándar.
Aprovechará todas las ventajas de la CPU 317T-2 DP y además
obtendrá bloques de librería preconfeccionados y certificados
por TÜV para las aplicaciones de seguridad. El paquete opcional STEP 7 Distributed Safety contiene p. ej. las siguientes funciones: Parada de emergencia, control bimanual, inhibición y
vigilancia de puerta.
En el pasado:
Automatización estándar y de seguridad separada en dos sistemas
CPU 317 T-2DP
Para la comunicación de seguridad, el controlador utiliza
PROFIBUS DP con el protocolo PROFIsafe. Pueden procesarse
directamente las funciones de seguridad desde los accionamientos.
El controlador satisface los requisitos de seguridad más
estrictos y ayuda así a cumplir algunas normas relevantes:
EN 954-1 hasta cat. 4, IEC 62061 hasta SIL 3 y
EN ISO 13849-1 hasta PL e.
La ventaja: Ingeniería unificada para todas las funciones y
considerable ahorro de tiempo y costes de programación,
puesta en marcha y mantenimiento. No es necesario usar
hardware de seguridad externo, con el complicado cableado
que comporta, lo que se traduce en un notable ahorro de
espacio en el armario eléctrico.
Nuevo:
Automatización estándar y de seguridad integradas en un mismo sistema
Safety Controller
352),%86'3'5,9(
CPU 317TF-2DP
Componentes
para funciones
de seguridad
SINAMICS S120
352),%86'3'5,9(FRQ352),VDIH
Reducción de la complejidad en el
programa de usuario
SINAMICS S120
Unificación del esquema de
automatización
ET 200M
Automatización estándar y de seguridad en un sólo sistema
32
ET 200S
ET 200M
G_ST70_XX_00721
352),%86'3FRQ352),VDIH
352),%86'3
© Siemens AG 2010
Conexión de los componentes de accionamiento
Configuración con STEP 7 y S7-Technology
Los controladores tecnológicos poseen una interfaz DP(DRIVE)
isócrona para la conexión de componentes de accionamiento.
Está optimizada para la conexión de accionamientos a través
de PROFIBUS, apta para todos los accionamientos de Siemens.
Para parametrizar y programar la tecnología se necesita el
paquete opcional S7-Technology, basado en STEP 7:
• S7-Technology incluye una librería con bloques de función
conformes con PLCopen para programar y configurar las
tareas de control de movimiento, así como los componentes de software para la conexión y puesta en marcha de
accionamientos.
• Se utiliza para parametrizar los objetos tecnológicos, p. ej.
eje, perfil de leva, leva, detector. No se requiere para ello un
lenguaje específico de control de movimiento.
• Además de las funciones de diagnóstico SIMATIC se ofrece
un panel de control y un trace en tiempo real. Así se acortan los tiempos necesarios para la puesta en marcha y
optimización.
• S7-Technology almacena en bloques de datos los datos de
los objetos tecnológicos relevantes para el usuario. Éstos se
pueden consultar en el programa de usuario S7.
• S7-Technology funciona con los lenguajes de STEP 7 KOP,
FUP y AWL, así como con todas las herramientas de ingeniería, p. ej. S7-SCL o S7-GRAPH.
• A partir de la versión V3.0, S7-Technology también admite
ejes hidráulicos (sin regulación de presión) e interpolación
en un periodo definido (importante para las máquinas
artes gráficas).
3&
&38WHFQROµJLFD
23
03,
6
(76
352),%86'3'5,9(
352),%86'3
352),%86'3
,VµFURQR
0,&52
0$67(5
6,02'5,9( 6,02'5,9( 0$67(5
6HQVRU
'5,9(6
6,1$0,&6
G_ST70_XX_00722
Funciones de control de movimiento
Conexión de los componentes a la CPU tecnológica mediante DP(MPI) y
PROFIBUS DP(DRIVE)
Componentes soportados en PROFIBUS DP(DRIVE)
Ejes de velocidad
MICROMASTER 420/430/440
COMBIMASTER 411
SIMOVERT MASTERDRIVES VC
Ejes de posicionamiento/
sincronismo
Los controladores tecnológicos ofrecen, entre otras, las
siguientes funciones de control de movimiento:
• Maestro virtual/maestro real
• Sincronismo angular
• Sincronismo de reductor
• Sincronismo por perfil de leva
• Sincronización y desincronización
• Función de acoplamiento y desacoplamiento
• Ángulo de decalaje (absoluto/relativo)
• Corrección por marcas impresas
• Levas
• Desplazamiento hasta tope fijo
• Posicionamiento con regulación de posición
SIMODRIVE 611 universal HR
SIMOVERT MASTERDRIVES MC
SIMODRIVE POSMO CD/SI/CA
SINAMICS S 120
Otras estaciones del bus
PROFIBUS
SIMODRIVE sensor isócrono
Módulo analógico de interfaz de
accionamiento ADI 4
IM 174
ET 200M con IM 153-2 High Feature
ET 200S con IM-151-1 High Feature
33
© Siemens AG 2010
Datos técnicos: CPU tecnológicas
CPU tecnológica
CPU 315T-2 DP
CPU 317T-2 DP
Dimensiones
160 x 125 x 130
160 x 125 x 130
Conector frontal requerido
1 x 40 polos
1 x 40 polos
- CPU 6ES7
315-6TH.
317-6TK.
- S7-Technology 6ES7
864-1CC.
864-1CC.
Memoria de trabajo
256 kbytes
1 Mbytes
Instrucciones
84 K
340 K
Operación de bits
0,1 µs
0,05 µs
Operación de palabras
0,2 µs
0,2 µs
Operación de coma fija
2 µs
0,2 µs
Operación de coma flotante
3 µs
1 µs
Marcas
4 096 bytes
4 096 bytes
Temporizadores S7/contadores S7
256 / 256
512 / 512
Temporizadores IEC/contadores IEC
● *)
● *)
Área de direccionamiento de periferia de E/S
2 048/2 048 bytes
8 192/8 192 bytes
Imagen de proceso E/S
2 048/2 048 bytes
2 048/2 048 bytes
Canales digitales (centralizados)
512
512
Canales analógicos (centralizados)
64
64
CPU 317TF-2 DP NUEVO
Referencia base:
317-6TF.
Memoria
1,5 Mbytes
Tiempos de ejecución
Marcas/temporizadores/contadores
Áreas de direccionamiento
Interfaces DP
Sistemas maestros DP internos/CP 342-5
●
Esclavo DP
●
/●
●
/●
●
Entradas/salidas integradas
Entradas digitales
4 x 24 V DC; p. ej. para la evaluación de las señales de detectores de proximidad
Salidas digitales
8 x 24 V DC; 0,5 A; para funciones rápidas de control por levas
Sincronismo de reductor y perfiles de levas
Desplazamiento hasta tope fijo
Corrección por marcas impresas vía detectores
Control por levas dependiente de recorrido o tiempo
Posicionamiento con regulación de posición
Seguridad positiva
●
Volumen máximo de funciones tecnológicas
*)
34
Ejes
8
32
Perfiles de levas
16
32
Levas
16
32
Detectores
8
16
Encóders externos
8
16
Utilizables simultáneamente
32
64
Vía SFB, número ilimitado o limitado por memoria de trabajo
© Siemens AG 2010
Ejemplos de aplicación
un perfil de leva simple acompañado de otras variantes optimizadas.
Planteamiento
El planteamiento tecnológico se basa en una paletizadora en
la que actúan 3 ejes. Una unidad transportadora constituye el
centro del sistema y su tarea consiste en colocar 16 cajas en
un palet. El eje 1 desplaza la unidad transportadora en dirección X, el eje 2 se encarga del proceso de desplazamiento en
dirección Y y el eje 3 en dirección Z. El proceso de posicionamiento de las cajas se ve dificultado por el hecho de que, tras
ser tomadas de la cinta transportadora, deben moverse salvando dos muros hasta alcanzar su posición de destino.
Solución
La tarea se ha realizado utilizando una CPU tecnológica y el
modelo o plantilla tecnológico "Interpolación 3D simple con
ayuda de perfiles de leva" (Move 3D). Un eje maestro virtual
se implementa como elemento central. Los ejes de desplazamiento siguen al eje maestro relacionados por intermedio de
perfiles de levas. Los perfiles de levas para los ejes se obtienen,
en tiempo de ejecución, a partir de tablas con los nodos de
interpolación.
Eje 3
Eje 2
Cinta transportadora
Palet
Muros
Paquetes
G_ST70_XX_00723
Eje 1
Alimentación por pinza para una prensa sobre la base de
perfiles de levas estáticos
Planteamiento
El planteamiento tecnológico se basa en una prensa con unidad de alimentación de material adicional. El eje giratorio de
la prensa sirve como eje maestro para el control de la alimentación de material mediante un perfil de leva estático. El perfil
de leva se diseña y aplica de modo que resulta un recorrido definido con precisión entre el eje maestro, en marcha continua,
de la prensa y el eje esclavo de la alimentación de material.
Además, se genera una señal de control para la pinza del avance
de material mediante una leva electrónica en el eje maestro de
la prensa.
Solución
La tarea principal de una CPU tecnológica en este caso es el
desarrollo orientado a la aplicación de un perfil de leva adecuado para acoplar el avance de material al eje giratorio de
marcha continua de la prensa. En este proceso se desarrolla
Zange
144
Prensa
0
5
135
225
270
360
G_ST70_XX_00724
Presse
Avance de material
Cizalla voladora con sincronización por marcas impresas
sobre la base de un sincronismo de reductor
Planteamiento
El planteamiento tecnológico se basa en una cizalla voladora
en la que actúan 2 ejes. El eje 1 desplaza mediante una cinta
trasportadora una banda de material marcada con marcas impresas. Tras la detección de la marca impresa, la velocidad de
la cizalla unida al eje 2 debe sincronizarse con la del eje 1. Si
los dos ejes se desplazan de forma síncrona, la banda de material debe cortarse y el eje 2 debe volver a desplazarse a la
posición inicial.
Solución
La tarea se ha realizado sincronizando el eje de los carros de la
cizalla con el eje de la banda de material basándose en el sincronismo de reductor. El sincronismo se mantiene mientras la
ejecución de la tarea (corte en este caso) lo requiera. Después,
el conjunto en sincronismo se deshace y el eje de los carros de
la cizalla se desplaza a la posición inicial. La detección de la
siguiente marca impresa activa de nuevo el conjunto en sincronismo.
Posición básica/inicial
Sensor
100 mm
Eje 2:
Accionamiento
carros de la cizalla
Marca
de corte
Banda de
material
Eje 1:
Accionamiento
banda de material
Carros de la cizalla
Cuchillas de la cizalla
G_ST70_XX_00725
Paletizadora con interpolación simple de ejes basada en
perfiles de levas
Los archivos para su descarga con la documentación y los
datos del proyecto figuran en:
www.siemens.com/simatic-technology/examples
35
© Siemens AG 2010
personalizables
Solución para aplicaciones dinámicas y altamente
flexibles
Para solucionar tareas mecatrónicas exigentes, ofrecemos
módulos tecnológicos personalizables que reúnen la máxima
flexibilidad, funcionalidad y prestaciones:
• FM 352-5 para combinaciones binarias muy rápidas con
S7-300
• FM 458-1 DP para calcular y regular de forma rápida y
precisa con S7-400
• Tarjeta tecnológica T400 para regulaciones exigentes de
accionamientos
• SIMATIC TDC para soluciones en el ámbito de plantas e
instalaciones
High Speed Boolean
Processor FM 352-5
El módulo tecnológico
FM 352-5 permite combinaciones binarias muy rápidas
en máquinas con tiempos
de ciclo mínimos. Es adecuado para aplicaciones de
contaje y medición con
tiempos de reacción muy
pequeños, p. ej. en aseguHigh Speed Boolean Processor
ramiento de la calidad.
FM 352-5
La periferia digital integrada
(12 ED, 8 SD) y la entrada
del encóder (incremental o SSI) permiten tiempos de reacción
extremadamente cortos. La configuración especial del hardware
está ajustada en un tiempo de ciclo de programa fijo de 1 µs.
FM 352-5 puede utilizarse de forma centralizada en el S7-300,
descentralizada en PROFIBUS o como controlador independiente. Las entradas y salidas digitales se pueden asociar libremente en el programa de usuario o conmutar en función del
recorrido.
Módulos de función y sistemas para tareas de regulación exigentes
Para la programación hay disponible un subconjunto del juego
de instrucciones S7-300, p. ej. combinaciones binarias, operaciones aritméticas, comparaciones, funciones de contaje/temporización, registros de desplazamiento, medición de frecuencia
y periodo (p. ej. generador de impulsos), etc. El programa se
escribe con el editor estándar KOP/FUP de STEP 7. Una vez
escrito, el programa se puede probar en una CPU S7 antes de
descargarlo al módulo.
Se utiliza el software de configuración de FM 352-5 suministrado para generar el código de destino. El código de destino
se transmite al FM 352-5 por minitarjeta de memoria o por
descarga.
36
© Siemens AG 2010
Características comunes de FM 458-1 DP, T400 y
SIMATIC TDC
Librerías de bloques
Los módulos tecnológicos FM 458-1 DP, T400 y el sistema de
regulación SIMATIC TDC son configurables libremente con
STEP 7 y las herramientas de ingeniería CFC y SFC. La configuración precisa de la librería de bloques del paquete adicional
D7-SYS.
Comparación de los módulos y sistemas
Tarjeta tecnológica T400
Integrada en accionamientos
■ MASTERDRIVES
■ DC Master
■ En bastidor específico
(independiente)
Módulo tecnológico FM 458-1 DP
Regulación y cálculo rápidos
■ En el sistema S7-400
■ Rápido acceso a la periferia a través
Un gran número de funciones específicas del accionamiento
de las máquinas modernas se ejecuta con bloques de función
CFC prefabricados. Éstos están contenidos en la librería del
paquete opcional D7-SYS.
D7-SYS contiene un gran número de bloques de función combinables: desde operaciones matemáticas o lógicas simples
hasta funciones complejas para asumir el completo control de
movimiento de ejes lineales o giratorios.
Asimismo, incluye un potente generador de códigos que traduce los esquemas de funciones acabados al rápido código de
la máquina.
D7-SYS contiene las siguientes clases de bloque:
• Bloques de regulación
• Bloques aritméticos
• Bloques de entrada/salida
• Bloques de comunicación/manejo/señalización
• Bloques de conversión
• Bloques lógicos
• Bloques de servicio técnico/diagnóstico
• Bloques SFC
• Bloques de control de movimiento
de módulos de ampliación
■ PROFIBUS DP isócrono integrado
Sistema de automatización de alto rendimiento
SIMATIC TDC
Modo multicomputador
sincronizado
■ Hasta 20 CPU por bastidor
■ Hasta 44 bastidores
■ Para grandes instalaciones, plantas
siderometalúrgicas y trenes de
laminación, así como para transporte
de energía
Configuración y puesta en marcha
La configuración de las funciones de control se efectúa de
forma fácil y eficiente con CFC (Continuous Function Chart).
Para ello, se seleccionan de la librería de bloques de D7-SYS los
bloques tecnológicos de función y se interconectan sus entradas y salidas. Los diagramas funcionales presentan automáticamente una documentación detallada del programa creado.
La descarga, puesta en marcha y servicio técnico se efectúan
mediante las funciones en línea de STEP 7 y CFC/D7-SYS a
través del puerto MPI/DP central.
SFC (Sequential Function Chart) se utiliza cuando se
combinan programas CFC con controles secuenciales.
Con el paquete opcional FB-GEN se pueden programar en
C bloques de función para aplicaciones específicas e integrarlos sin problemas en la aplicación. Para esto, no se necesita
ninguna licencia runtime.
37
© Siemens AG 2010
Bloques de función para control del movimiento
Los siguientes bloques de función ilustran el gran número que incluye la librería.
Posicionamiento
Sincronismo por tabla
El bloque de posicionamiento proporciona, junto a la consigna
de la posición que se debe alcanzar, las variables de control
anticipativo correspondientes, como la velocidad y la aceleración. De este modo se alcanza una dinámica elevada.
Los perfiles de levas se guardan como tablas en el bloque TAB.
Las tablas contienen de 16.000 a 250.000 nodos de interpolación.
El proceso de posicionamiento puede adaptarse de forma óptima
a los requisitos de la aplicación. Se ajusta lo siguiente:
• Velocidad máxima
• Aceleración máxima
• Tirón (sobreaceleración) máximo
La evaluación de las tablas se realiza con el bloque TABCAM.
Éste determina, a partir de la tabla, la posición y velocidad del
esclavo que debe alcanzarse para una posición de maestro
determinada. Entre los dos nodos se interpola de forma lineal.
Durante el funcionamiento puede conmutarse entre varias
tablas a través de un bloque multiplexor.
La posición de destino se alcanza en el tiempo más corto o sin
rebases transitorios. Para movimientos encadenados también
puede realizarse, junto al posicionamiento absoluto, un posicionamiento incremental.
Carga de
bloque
de datos
S7/PC
Sincronismo por tabla
Consigna
velocidad
∆a
t
∆t
Tirón = ∆a
∆t
Aceleración nominal
G_ST70_XX_00726
amax
Veloc./posic.
MAESTRO
Carga y evaluación de tablas
Valores característicos ajustables en el posicionamiento
Acoplamiento/desacoplamiento
La función de acoplamiento desplaza el eje, desde su posición
de parada, una longitud predefinida.
La función de desacoplamiento frena un accionamiento hasta
la parada y vuelve a acelerarlo hasta la velocidad del maestro
tras alcanzar la longitud de desacoplamiento.
Las longitudes de acoplamiento y desacoplamiento pueden
ajustarse y prolongarse "al vuelo". Para los movimientos también pueden preajustarse redondeos.
Velocidad
Acoplamiento
Velocidad
maestro
Desacoplamiento
Posición
maestro
Posición
maestro
G_ST70_XX_00727
Posición esclavo
Longitud
acoplamiento
Función de acoplamiento/desacoplamiento
38
Veloc./posic.
ESCLAVO
Carga indiv.
mediante
conex.
bloque
Posición nominal
vmax
G_ST70_XX_00728
Evaluación de tablas
© Siemens AG 2010
Módulo tecnológico FM 458-1 DP
El módulo tecnológico FM 458-1 añade a un S7-400 funciones
de cálculo rápido y preciso y de regulación.
FM 458-1 DP dispone, con la librería de bloques, de todas las
funciones mecatrónicas necesarias para solucionar tareas de
control, regulación, control de movimiento y tecnológicas.
Los intervalos de muestreo equidistantes a partir de 100 μs
permiten tareas dinámicas de regulación, p. ej. para el aumento de la precisión o el incremento del ciclo de la máquina.
Con la versión de firmware V2, FM 458-1 DP ofrece aún más
prestaciones por el mismo precio.
Con un dongle (mochila)
resulta posible proteger
bloques tecnológicos creados
por el mismo usuario.
Posibles campos de aplicación son, p. ej., el funcionamiento sincronizado en
posición y velocidad de ejes
lineales y giratorios, la sincronización y desincronización
con otros ejes, regulaciones de bobinado e hidráulicas.
Comunicación
La comunicación con estaciones tiene lugar preferentemente
a través de la interfaz PROFIBUS DP existente en el FM 458-1 DP.
Ésta ofrece las siguientes propiedades:
• Equidistante, es decir, el ciclo de PROFIBUS DP siempre es
igual de largo.
• Funcionamiento isócrono, es decir, la CPU, la periferia y el
programa de usuario están sincronizados con el ciclo de
PROFIBUS.
• Comunicación directa, es decir, los esclavos configurados
pueden intercambiar directamente datos entre ellos sin
labores de configuración en el FM 458-1 DP.
• Capacidad de routing, es decir, se accede a todos los nodos
de bus a través de una interfaz, p. ej. MPI o PROFIBUS DP y
también, opcionalmente, Industrial Ethernet.
A través de la conexión muy rápida SIMOLINK por cable de
fibra óptica se pueden conectar aprox. 100 variadores de la
serie SIMOVERT Masterdrives o SIMOREG por anillo.
Ventajas
■
■
■
■
■
■
■
Alta velocidad de procesamiento, gran potencia de
cálculo, elevada precisión en el posicionamiento y
gran número de ejes
Exigente tecnología de regulación con corto tiempo
de ciclo (100 µs)
Control de movimiento muy dinámico
Universal para todas las aplicaciones tecnológicas en
la construcción de máquinas e instalaciones
Extensa librería de bloques
Configuración libre y gráfica con recursos de
SIMATIC STEP 7 y CFC, opcionalmente SFC y programas en C
Cálculo y regulación con FM 458
Tarea
Propiedad
Contaje/medición
Óptimo para las más diversas tareas de contaje y medición con encóders incrementales o absolutos hasta un máx.
de 2,5 MHz
Control por levas
16 salidas digitales para pistas de levas (levas de carrera o tiempo). Para cada pista puede ajustarse por separado una
anticipación o retraso Anticipación dinámica, histéresis dinámica
Regulación
Las estructuras y los tipos de regulador se pueden programar flexiblemente, p. ej. regulación de referencia fija, esclavo,
en cascada, de relación y mixta, regulación continua y paralela, regulación de presión, nivel y temperatura, regulación
hidráulica, regulación de accionamiento
Control de movimiento
Posicionamiento en lazo abierto/cerrado de aplicaciones multieje y monoeje vía PROFIBUS DP o SIMOLINK
39
© Siemens AG 2010
Hardware escalable para diversas aplicaciones
FM 458-1 DP posee un diseño modular y se compone de un
módulo básico y dos módulos distintos de ampliación que se
pueden combinar. Esto permite emplear en cada caso sólo los
componentes que realmente se necesitan para la aplicación.
Por S7-400 pueden integrarse varias combinaciones de módulos FM 458-1 DP. El número máximo sólo está limitado por la
potencia de la fuente de alimentación empleada.
Módulo básico FM 458-1 DP con dos módulos de ampliación
Gama de módulos FM 458
40
Módulo básico
FM 458-1 DP
Módulo periférico
EXM 438-1
Módulos de comunicación
EXM 448
Procesador RISC de coma flotante de 64 bits
para una potencia de cálculo extrema
■ Tiempos de ciclo equidistantes a partir de
100 µs
■ Cálculo rápido de consignas, p. ej. para
accionamientos, ejes eléctricos con maestro
flotante y ejes virtuales
■ Coordinación rápida y cíclica de movimientos no lineales
■ 8 entradas digitales, con capacidad de
interrupción
Módulo de ampliación para medida de
velocidad y posición absoluta muy rápidas
y sincronizables así como entradas/salidas
digitales y analógicas.
Módulos de ampliación para una rápida
comunicación:
■ EXM 448:
- PROFIBUS DP o SIMOLINK
- slot libre para un submódulo opcional
MASTERDRIVES
■ EXM 448-2:
- hasta 2 interfaces SIMOLINK con funcionalidad completa (maestro, esclavo,
dispatcher, etc.)
- para el acoplamiento, sincronizado con
el intervalo de muestreo, de varios
módulos tecnológicos FM 458-1 DP
© Siemens AG 2010
Conexión de los accionamientos
FM 458-1 DP
Generación
de consigna
Eje 1
Consigna
de posición
Consigna
de
velocidad
MASTERDRIVES MC
Regulador
de posición
SIMOLINK
n* Regulador
de velocidad
M*
Pos*
Eje 2
Pos
n
Medida de velocidad/
posición
M
T
Eje n
G_ST70_XX_00009
Las interfaces serie y analógicas intercambiables permiten
conectar los más distintos tipos de ejes:
• Interfaz PROFIBUS DP integrada, isócrona y con capacidad
equidistante, ideal para aplicaciones de control de movimiento descentralizadas
• Anillo de fibra óptica rápido SIMOLINK, p. ej. para la
conexión de variadores SIMOVERT MASTERDRIVES
• Interfaces analógicas para la conexión de accionamientos
sin interfaces PROFIBUS o SIMOLINK
Maesto
virtual
La utilización del FM 458-1 DP suele comenzar para aplicaciones a partir de 6 ejes. Para aplicaciones multieje se especifican
hasta 127 accionamientos vía PROFIBUS DP y hasta 200 esclavos vía SIMOLINK. En muchos casos, basta con utilizar un único FM 458-1 DP.
Estructura de regulación de un control de eje FM 458-1 DP
para MASTERDRIVES MC
Conexión a través de interfaces serie
Los accionamientos se conectan al FM 458-1 DP a través de
un sistema de bus digital. La transmisión de datos la ejecuta o
bien el PROFIBUS isócrono o bien el rápido anillo de fibra óptica
SIMOLINK (en caso de MASTERDRIVES).
Conexión a través de interfaces analógicas
Los accionamientos sin conexión SIMOLINK o PROFIBUS DP
pueden conectarse a través de interfaces analógicas. En estos
casos, FM 458-1 DP, aparte de crear la consigna, también ejerce de regulador de posición para accionamientos.
En MASTERDRIVES MC, el regulador de posición se utiliza con
lectura de posición a fin de determinar una consigna de
velocidad.
Las consignas de velocidad se conducen a los accionamientos.
Los valores reales de velocidad y de posición se leen en el
FM 458-1 DP con un bloque.
MASTERDRIVES MC
FM 458-1 DP entrega además un valor para control anticipativo
con el fin de conseguir una mayor dinámica y estabilidad.
Eje 1
Con un tiempo de ciclo del regulador de posición de 1 ms es
posible usar 12 SINAMICS S120, una ventaja considerable en
aplicaciones de alta velocidad de producción y gran precisión.
Generación de consigna
Interfaz
analógica,
serie
Regulador de posición
n*
Pos*
Pos
Medida de posición
NAVCM
Regulador
de posición
Regulador
de velocidad
M*
n*
Consigna
de
velocidad
Posición
real
Eje n
Accionamiento
Precontrol de velocidad
n
Medida de
velocidad
T
M
Accionamiento n
Regulador
de velocidad
G_ST70_XX_00020
En combinación con SIMODRIVE y SINAMICS, se puede utilizar
la interfaz DSC estandarizada. Con configuraciones SINAMICS
es posible calcular 60 accionamientos en 4 ms.
FM 458-1 DP
Maesto
virtual
Estructura de regulación de un control de eje FM 458-1 DP para otros
accionamientos
41
© Siemens AG 2010
Tarjeta tecnológica T400
La tarjeta tecnológica T400, configurable gráficamente, permite añadir a los accionamientos, de forma económica, funciones de regulación, control y posicionamiento sofisticadas.
El potente procesador RISC de 32 bits permite tiempos de
muestreo equidistantes desde 100 µs, para elevar la precisión
de los movimientos o acortar el ciclo de máquina.
La SRT400 es una caja portatarjetas compacta, comparable a
la caja electrónica de los SIMOVERT MASTERDRIVES, y sirve
para controlar entre dos y cuatro accionamientos.
En una SRT400 es posible enchufar o dos tarjetas tecnológicas
T400 ó una tarjeta T400 y una tarjeta de comunicación de la
gama MASTERDRIVES. Esta solución permite ampliar de forma
económica el repertorio funcional o modernizar instalaciones
existentes.
T400 dispone de un sistema periférico integrado digital y
analógico, interfaces serie y permite la conexión de encóders
(incrementales o absolutos).
Aplicación
En la caja electrónica de variadores trifásicos
SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70
En la caja electrónica de variadores de corriente
continua SIMOREG DC-Master 6RA70
Solución independiente en la caja electrónica
SRT400, para otros accionamientos
Configuración de la T400
Dependiendo de la aplicación de la T400 existen varias formas de configuración:
Configuración
Aplicación de la T400
STEP 7, CFC y D7-SYS necesarios
Bobinadora
Sincronismo angular
Regulación de cizalla
Configuración estándar
en la tarjeta
Configuración estándar
en código fuente
El código ejecutable asociado ya
está cargado en la T400, con lo
que esta tarjeta puede utilizarse
inmediatamente. 1)
El código fuente correspondiente
está disponible en CD-ROM. 2)
Ventajas
42
■
Alta velocidad de procesamiento, gran potencia de
cálculo, elevada precisión en el posicionamiento y
gran número de ejes
■
Exigente tecnología de regulación con corto tiempo de
ciclo (100 µs)
■
Control de movimiento muy dinámico
■
Universal para todas las aplicaciones tecnológicas en la
construcción de máquinas e instalaciones
■
Extensa librería de bloques
■
■
Configuración libre y gráfica con recursos de SIMATIC
STEP 7 y CFC, opcionalmente SFC y programas en C
1)
El control se realiza en un sistema de automatización de mayor jerarquía
conectado a la T400 vía PROFIBUS.
Durante la puesta en marcha deben ajustarse aún algunos parámetros de
forma específica para la aplicación. Para ello se ofrecen diferentes auxiliares,
del simple panel de operador hasta software para PC (Drive ES); STEP 7 y CFC
no se necesitan para ello.
Una vez finalizada la parametrización, los diferentes ajustes pueden copiarse
en otras instalaciones.
2)
Es posible realizar modificaciones más complejas específicas de la aplicación
con STEP 7 y CFC.
© Siemens AG 2010
En numerosas plantas e instalaciones de producción es necesario cortar en partes material en banda que se mueve de forma
continua. Con frecuencia tales elementos deberán cortarse a
una longitud exactamente especificada. En materiales impresos los cortes deberán coincidir en marcas al efecto situadas
sobre el mismo. Dependiendo de la naturaleza del material y
del método de corte se utilizan cizallas de tambor (cizallas
giratorias), cizallas voladoras o sierras voladoras.
Aplicaciones típicas son:
• Cortes de planchas metálicas y pliegos de papel
• Obtención de cortes lisos al comienzo y al final de una
banda
• Corte de tubos y perfiles en la industria de transformados
metálicos y plásticos
• Serrado al vuelo en fabricación de tableros de aglomerado
• Troquelado de agujeros sincronizado con marcas
El corte preciso de un material en rápido movimiento requiere
coordinar exactamente la herramienta cortadora y el movimiento del material. El control de las secuencias de movimientos
presupone un sistema de regulación de alta respuesta dinámica,
particularmente si se exige calidad de corte uniforme incluso
si varían las velocidades del material y se especifican diferentes formatos de corte.
CBP
Modos de operación y funciones
Están disponibles los modos de operación y funciones
siguientes:
• Corte continuo
• Programa de corte (número de cortes)
• Corte de prueba (una plancha)
• Corte único (corte separador)
• Corte de final de banda
• Referenciado
• JOG
• Ir a posición inicial
• Ir a posición de cambio de cuchilla
• Adaptación automática de las secuencias de movimiento
a la velocidad actual del material
• Posibilidad de cambiar formatos de un corte a otro
• Sincronización respecto a marcas en el material
• Selección del perfil de velocidad ideal para la precisión de
corte y el dimensionamiento del motor
• Incremento de velocidad al cortar
• Característica para especificar de forma individual la velocidad durante la operación de corte
• Regulador de formato para optimizar la precisión de corte
• Aplicación aditiva de pares de corte
• Compensación de rozamiento y momentos de inercia
función de la posición
• Adaptación de la ganancia del regulador en función de la
dinámica
• Monitorización de fallos
T400
Cizalla voladora
Sierra voladora
G_ST70_XX_00729
Cizalla de tambor
43
© Siemens AG 2010
Bobinadora
En construcción de maquinaria los accionamientos eléctricos
se aplican con gran frecuencia para operaciones de bobinado
y desbobinado. Utilizando tecnología eléctrica de regulación
es posible materializar por software bobinadoras de alto rendimiento. Hasta ahora se necesitaba mucho trabajo para crear
el programa. Sin embargo, con configuraciones estándar preprogramadas este trabajo se reduce al mínimo.
Bobinadora
G_ST70_XX_00730
Accionamiento
T 400
Con el SPW420 pueden materializarse bobinadoras o desbobinadoras precisas y de alto rendimiento para las aplicaciones
siguientes:
• Líneas de producción de film
• Máquinas textiles
• Máquinas de artes gráficas
• Instalaciones revestidoras
• Máquinas de tratamiento de papel
• Bobinadoras en trefiladoras
• Bobinadoras en transformaciones metálicas
Funciones
Dependiendo del material se trabaja con el método de bobinación y medida adecuado, estando disponibles las funciones
siguientes:
• Regulación indirecta de tiro
• Regulación directa de tiro
- Regulador de velocidad de giro paralelo (el regulador
actúa sobre el par motor)
- Corrección de la velocidad de giro (el regulador de
tensión actúa sobre la consigna de velocidad de giro)
- Regulación de v constante
• Adaptación, en función del diámetro, de la ganancia de
regulador de tiro y de regulador de velocidad de giro, para
que la regulación sea más estable y no fluctúe durante todo
el proceso de bobinado.
• Control de dureza de bobinado mediante característica
poligonal parametrizable en función del diámetro, para
mejorar la calidad de bobinado
• Control anticipativo inclusive:
- Compensación de rozamiento función de la velocidad
parametrizable vía característica poligonal
- Control anticipativo de aceleración en función del diámetro así como del ancho de la banda, el escalón de
reducción y la densidad del material
- Control anticipativo de tiro en función del diámetro y la
consigna de tiro para minimizar los tiempos de reacción
• Cálculo de diámetro con función de control, seleccionable
con o sin señales de velocidad, "Definir diámetro" y
"Mantener diámetro"
• Cálculo de longitudes de banda
• Conmutación entre escalones de reducción vía comando
• Bloques de función software libremente interconectables,
novedad, para requisitos personalizados
• Cableado prácticamente sin límites entre datos de proceso
y funciones utilizando técnica Bico
Modos de operación
Están disponibles los modos de operación siguientes:
• Apto para bobinadores con/sin cambio de bobina al vuelo
con mecanismo de cruz giratoria
• Manejo local, p. ej. modo en JOG, posicionamiento y
marcha lenta
• Parada sin rebases transitorios utilizando característica de
frenado en caso de parada rápida
Para medir variables es posible utilizar:
• Cápsula dinamométrica de tiro o rodillo bailarín
• Dos encóders para medir la velocidad del motor y la velocidad de banda
44
© Siemens AG 2010
Sincronismo angular
El sincronismo angular es una de las tareas de posicionamiento más sofisticadas en aplicaciones multieje. Ejemplos típicos
de aplicación:
• Sustitución de ejes mecánicos, entre otros, en mecanismos
de pórtico, máquinas de carga y descarga en altos hornos y
telares.
• Sustitución de engranajes con relaciones de transmisión
fijas o variables, p. ej. engranajes variables, aplicados en el
punto de transición entre cintas de transporte o en el punto
de transición de una sección de la máquina a otra, como en
máquinas de embalaje, encoladoras de lomos de libros.
• Sincronismo angular preciso, aplicado también cuando intervienen dos secciones de una máquina, p. ej. al perchar o
cardar telas. Aplicable también para imprimir o doblar bolsas,
material redondo, etc.
d
D
i=5
i=2
G_ST70_XX_00731
Accionamiento
Esclavo
T 400
Maestro
Accionamiento
Funciones
La configuración estándar preprogramada Regulación de
sincronismo angular ofrece las funciones siguientes:
• Sincronismo angular con relación de transmisión variable
en gran rango
• Ajuste de ángulo de decalaje entre los accionamientos en
función de marcas de impulsos aproximadas y finas para la
medida del ángulo (sincronización)
• Las señales de sincronización pueden proceder de detectores de proximidad o de encóders (impulso cero)
• Ángulo especificado variable mediante consigna
• Bloqueo antirretorno
• Protección contra sobrevelocidad y bloqueo
• Marcha a impulsos (JOG):
Para ambos sentidos de giro pueden especificarse ángulos
de decalaje diferentes (conmutación automática al cambiar
el sentido de giro). Al sincronizar, esto es necesario cuando
las posiciones de conmutación de la marca de impulso fino
en caso de giro horario y antihorario del accionamiento (o
del órgano de la máquina respecto al que hay que sincronizar) son diferentes y deben compensarse. Otro ejemplo es
una pista de grúa en la cual la marca de impulso fino no es
puntual sino superficie.
• Adaptación del regulador angular de acuerdo a la relación
de transmisión
• Especificación de consigna (de velocidad) posible también
mediante emisor de impulsos, p. ej. cuando no está disponible señal de consigna de velocidad vía borne o puerto.
Regulación de sincronismo angular
45
© Siemens AG 2010
Sistema de regulación SIMATIC TDC
SIMATIC TDC: regulación y control sin límites
SIMATIC TDC es un sistema de automatización multiprocesador
que se aplica para procesos, equipos eléctricos y accionamientos, en especial en grandes plantas.
SIMATIC TDC resuelve sobre una única plataforma incluso las
tareas de accionamiento, control y tecnológicas más complejas que incluyen las más altas especificaciones funcionales y
los menores tiempos de ciclo, con lo que complementa de forma
ideal a SIMATIC S7 en la gama alta. Se trata de un sistema de
automatización para funciones tecnológicas y de control de
accionamientos integrado en SIMATIC que se configura y programa usando las probadas herramientas de SIMATIC, con lo
que forma parte de Totally Integrated Automation.
La aplicación de SIMATIC TDC se simplifica además por el uso
consecuente de estándares, p. ej., en comunicación y HMI:
• PROFIBUS DP e Industrial Ethernet
• SIMATIC WinCC y paneles de operador SIMATIC
SIMATIC TDC consta de uno o varios bastidores en los que se
enchufan los módulos requeridos. El modo multiprocesador
permite expandir prácticamente sin límites las prestaciones.
A destacar
■
■
■
■
■
■
■
■
Configuración modular con hardware escalable
Tiempos de muestreo desde 100 µs para tareas de
regulación ultrarrápidas
Máximo rendimiento gracias a la arquitectura de
64 bits de las CPU
Modo multiprocesador sincronizado con hasta
20 CPU por bastidor
Excelente comunicación entre varias CPU gracias al
sistema de bus VME
Acoplamiento sincronizado de hasta 44 bastidores
Configuración gráfica utilizando las Herramientas
de Ingeniería CFC (Continuous Function Chart) y
SFC (Sequential Function Chart) de la gama STEP 7
Bloques propios escritos en C
Ventajas
■
■
■
■
46
Incremento de productividad y competitividad
gracias a máxima potencia de cálculo
Disminución de los costes de adquisición al reducir
la variedad de componentes y simplificar el stock de
repuestos
Reducción de los costes de ingeniería al utilizar
herramientas estándar muy extendidas y reutilizando software existente
Aprovechamiento de estándares a nivel mundial
SIMATIC TDC: regulación y control sin límites
Automatización para grandes instalaciones y plantas
Los usuarios de SIMATIC TDC son tanto los constructores de
instalaciones como las ingenierías que desarrollan soluciones
de automatización para operadores de plantas.
SIMATIC TDC sirve p. ej.
• para regular accionamientos (par, velocidad de giro, posición,
ángulo/diferencia de ángulo, velocidad lineal) particularmente cuando es necesario coordinar varios accionamientos o si existen relaciones complejas entre los mismos
• para regular varias o diferentes magnitudes físicas (p. ej.
tracción, presión)
• para calcular gran cantidad de magnitudes de proceso/planta (p. ej. temperatura)
Aquí, SIMATIC TDC permite breves tiempos de cálculo (100 µs),
ofrece reservas funcionales y se caracteriza por una gran
flexibilidad.
Ejemplos de aplicación
Ejemplos de aplicación de SIMATIC TDC son, entre otros:
• Metalurgia y transformaciones metálicas:
trefiladores, máquinas estiradoras, plegadoras y canteadoras, prensas, máquinas de colada continua, trenes de
laminación, compresoras, cizallas, bobinadoras.
• Instalaciones de transmisión por corriente continua a alta
tensión para transporte de energía a grandes distancias,
p. ej. también cables marinos.
• Compensadores de potencia reactiva para estabilizar el
transporte de energía, p. ej. unidades de condensadores,
baterías de condensadores.
© Siemens AG 2010
Sistema modular
SIMATIC TDC es un sistema modular multiprocesador que se
compone de uno o varios bastidores. Los bastidores se equipan
con módulos centrales (CPU), módulos periféricos y módulos
de comunicación.
Componentes de TDC
Bastidor UR5213
El bastidor de 19", apantallado para máxima CEM, UR5213 permite
una configuración escalable del hardware con grandes reservas de
prestaciones.
Sirve para fijación a pared o en armario e incluye una fuente de alimentación integrada con refrigeración activa así como funciones de
monitorización internas.
Para aumentar el rendimiento, pueden enchufarse hasta 20 CPU y
conectarse entre sí hasta 44 bastidores.
Módulo central CPU551
La CPU551 es idónea para tareas de regulación y control con altos
requisitos de potencia y cálculo.
Esta CPU garantiza una ejecución estrictamente cíclica con intervalos
de muestreo ajustables.
Módulo de E/S SM500
El módulo de E/S SM500 ofrece varias opciones para conectar sistemas
periféricos digitales y analógicos. Además, es posible conectar encóders incrementales y absolutos.
Módulos de comunicación
CP50M1, CP51M1
Los módulos de comunicación CP50M1, CP51M1 sirven para establecer una comunicación de alto rendimiento para
■ Puesta en marcha
■ Conducción del proceso
■ Manejo y visualización
Dominan los potentes protocolos
■ MPI
■ PROFIBUS DP
■ Fast Ethernet con TCP/IP y/o UDP
Global Data Memory GDM
A través de una Global Data Memory (GDM) es posible intercomunicar
varios bastidores equipados con CP52x0 para aumentar prácticamente
sin límites la potencia de cálculo. Es posible interconectar hasta
44 bastidores vía fibra óptica y con memoria compartida.
Junto a la comunicación entre varios bastidores GDM permite también
funciones de sincronización (tiempo de muestreo, hora) y funciones
de alarma. El tiempo de actualización es < 1 ms.
Interacoplador de bastidores
CP53M0
El interacoplador de bastidores CP53M0 ofrece lo siguiente:
■ Acoplamiento de un sistema SIMATIC TDC a un sistema SIMADYN D
■ Acoplamiento de un sistema SIMATIC TDC a otros dos bastidores
SIMATIC TDC
■ Memoria específica para el intercambio de datos entre los módulos
de CPU en el bastidor
47
© Siemens AG 2010
Aplicaciones de referencia
Mepac Produktions GmbH,
fabricante de máquinas
envasadoras, Alemania
48
Alukon, fabricante de perfiles para persianas y puertas
enrollables, Alemania
Requisitos
Mepac Produktions GmbH planeaba reanudar la producción
de máquinas formadorasllenadoras-selladoras servoaccionadas. Para ello, la empresa
apostó por los productos coordinados para control y accionamiento de Siemens. Un
autómata programable con
funciones tecnológicas integradas y una plantilla de aplicaciones a la medida fueron
algunos de los aspectos que ayudaron a la empresa, con sede
en Hesse, a tomar la decisión. Además, Mepac se beneficia de
una alta seguridad de inversión y de futuro, gracias a la disponibilidad a largo plazo y a nivel mundial de los componentes
de Siemens.
Requisitos
Para poder cubrir en el futuro
la creciente demanda de una
manera segura y con la máxima
flexibilidad, Alukon planificó
remodelar el sistema de control
de sus plantas de fabricación
de lamas de persianas. Alukon
quería que la configuración y
conversión de sus plantas se
realizaran de forma más cómoda y sencilla, teniendo
reunidos todos los procesos en
un sólo controlador. En pocas palabras: que todas las tecnologías implicadas en el proceso de fabricación continuo pudieran automatizarse, manejarse y monitorizarse con un sólo
controlador. Para no incurrir en costes excesivos, la empresa
optó por modernizar las instalaciones ya existentes, en lugar
de realizar una nueva instalación.
Solución
Pronto se encontró la solución perfecta para estos requisitos:
la CPU tecnológica SIMATIC S7-315T-2 DP. Este producto aúna
la funcionalidad de PLC clásica con una amplia serie de funciones de control de movimiento y tecnológicas, todo ello en el
reconocido formato de la gama de productos SIMATIC. Además, la configuración, programación, diagnóstico y mantenimiento se realizan del mismo modo que en un PLC SIMATIC
convencional. El paquete opcional S7-Technology de STEP 7
incluye una librería con bloques de función conformes con
PLCopen para programar y configurar las tareas de control de
movimiento, así como los componentes de software para la
conexión y puesta en marcha de accionamientos.
Solución
La CPU tecnológica, en combinación con accionamientos
SINAMICS, reúne las tareas de PLC, tecnológicas y de control
de movimiento en un sólo dispositivo. Los bloques tecnológicos conformes con PLCopen integrados en el paquete opcional
S7-Technology de STEP 7 permiten llevar a cabo las tareas de
control de movimiento de manera sencilla y homogénea. La
integración de lógica y control de movimiento en un sólo dispositivo hace innecesarios los módulos de función externos.
Ventajas
La CPU tecnológica SIMATIC S7-315T-2 DP satisface plenamente
a Mepac como sistema de automatización orientado al futuro
para sus máquinas servoaccionadas de envasado: El eco obtenido en ferias y las reacciones de los primeros usuarios son
totalmente positivos; las máquinas funcionan de manera rápida, armoniosa y fiable incluso en las duras condiciones de la
práctica. Por ello, Mepac ha decidido convertir el nuevo sistema
de control y accionamiento en su estándar definitivo para
todas las máquinas servoaccionadas.
Ventajas
Ahora, con los nuevos productos de automatización, las líneas
trabajan de manera más productiva y de nuevo con la fiabilidad
de siempre: con esto, el fabricante de persianas está preparado de forma óptima para hacer frente a los desafíos del futuro.
Al mismo tiempo, el consumo de energía se ha reducido en un
40 por ciento. Al concentrarse todas las tareas en un sólo controlador, no sólo se ha aumentado la comodidad de manejo,
sino que se ha podido eliminar un segundo armario eléctrico,
además de hardware, complejas tareas de adaptación y espacio físico.
© Siemens AG 2010
Konrad Sondermaschienbau, constructor de
maquinaria, Alemania
Danfoss A/S, fabricante de
componentes para frío y
aire acondicionado,
Dinamarca
Requisitos
Entre los clientes de Konrad
Sondermaschinenbau hay
firmas líderes en todo el
mundo, de los más diferentes sectores. Los diseños de
la empresa sirven sobre todo
para la fabricación de productos finales que deben
coserse de alguna manera.
Ejemplo más reciente: una
instalación automatizada
para coser filtros en forma de bolsa cónica para sistemas de
climatización de edificios. Los requisitos de la empresa ordenante sueca Camfil Farr estaban claramente definidos: la más
alta fiabilidad y productividad.
Requisitos
Danfoss A/S, un fabricante líder mundial de compresores
y componentes para la industria de frío y aire acondicionado, compra su equipamiento de producción al Bremer Werk für Montagesysteme (bwm). La empresa
danesa solicitó a bwm la
realización de varias células
para el premontaje y el montaje final de válvulas de expansión termostáticas. Se demandaba la más alta precisión de soldadura con láser en trayectoria circular y diferentes variedades lineales de control de movimiento exacto, y todo ello debía ser muy económico.
Solución
El corazón de la automatización de la instalación industrial y
el controlador de seis servoejes es una CPU tecnológica
315T-2 DP de la familia SIMATIC S7-300. Ésta soporta, además
de la mera funcionalidad de PLC, múltiples funciones tecnológicas y de control de movimiento, y todo ello en un equipo
compacto. Conectados a través de PROFIBUS isócrono y con
comunicación equidistante: tres módulos de doble eje de la
familia de accionamientos SINAMICS y servomotores trifásicos
de tipo 1FK7.
Solución
Para cumplir los requisitos más complejos de control de movimiento se implementó expresamente una solución basada en
la CPU 317T-2 DP con conectividad a PROFIBUS. Esta CPU integra, además de las funciones habituales de control lógico, las
correspondientes para tareas de control de movimiento y tecnológicas. La funcionalidad ampliada la proporciona el paquete opcional SIMATIC S7-Technology, una extensa librería de
bloques de función conformes con PLCopen desarrollada
expresamente para control de movimiento.
Ventajas
La solución de Konrad es la primera en su género a nivel
mundial: La CPU tecnológica posibilita movimientos rápidos y
armónicos, pues están coordinados electrónicamente, y reduce
notablemente la cantidad de módulos hardware adicionales,
así como el número de interfaces. El sistema, entretanto patentado, trabaja aproximadamente el doble de rápido que las
soluciones conocidas y satisface sobradamente el rendimiento requerido.
Ventajas
El sistema de montaje convence a Danfoss A/S en cuanto a
rendimiento y calidad. Para la configuración y programación
de la sección de control y accionamiento de la CPU tecnológica,
los usuarios no tienen que aprender ningún lenguaje especial
de control de movimiento. Además, la tecnología de PLC utilizada ofrece múltiples posibilidades de diagnóstico, que se han
ampliado con el paquete opcional S7-Technology. Esto acorta
los procesos de puesta en marcha y optimización y aumenta la
disponibilidad.
49
© Siemens AG 2010
Dynacast,
fabricante de máquinas
para fundición inyectada,
Alemania
Requisitos
Como líder tecnológico para
la fundición inyectada de
metales, Dynacast Deutschland está presente en este
sector con soluciones de primera línea. La empresa tenía
previsto innovar a fondo el
sistema de automatización
para sus máquinas servohidráulicas KH2 SIS. Para la
nueva solución debían utilizarse exclusivamente componentes estándar que estuvieran
disponibles en cualquier lugar del mundo en todo momento y
que pudieran configurarse de forma sencilla y homogénea sin
necesidad de conocimientos especiales de software.
Requisitos
MMK Magnitogorsk Iron &
Steel Works, uno de los principales productores de acero
de Rusia, tenía previsto un
nuevo tren de laminación en
frío para la fabricación de
acero de alta calidad. La empresa esperaba obtener un
alto grado de productividad
con la nueva instalación.
Con una capacidad anual de
800 000 toneladas, debía satisfacerse una demanda en continuo crecimiento, tanto nacional como internacionalmente.
Naturalmente, al mismo tiempo, toda banda de acero laminada en frío salida de la instalación debía satisfacer los más altos
requisitos de calidad.
Solución
El núcleo de la nueva solución de automatización es un PLC
estándar SIMATIC S7-400 con el módulo de función altamente
dinámico FM 458-1 DP para la regulación de ejes hidráulicos
(y electrónicos). Esta combinación permite controlar hasta
cinco ejes hidráulicos muy rápidamente y con precisión de
repetición. También se utilizan módulos de ampliación EXM
438-1 adaptados al efecto para encóder incremental y SSI, así
como entradas y salidas analógicas y digitales.
Solución
La instalación debe su extraordinario rendimiento, entre otras
cosas, al uso de potentes sistemas de regulación de la familia
SIMATIC. De esta forma, el sistema de regulación SIMATIC TDC
asume, además de tareas de automatización, tareas de accionamiento, así como el control superior de todo el tren de laminación. Las tareas subordinadas se regulan mediante controladores SIMATIC S7. La memoria Global Data Memory (GDM)
integrada en SIMATIC TDC permite el intercambio rápido de
datos entre todos los componentes conectados, y con ello
constituye la base para una automatización síncrona sin incidencias. Por otra parte, ésta es absolutamente imprescindible
para garantizar la producción masiva con la calidad requerida.
Ventajas
Como se solicitó, la nueva solución se basa en componentes
estándar de automatización. Con tiempos de reacción < 0,5 ms
es más del doble de rápida que el sistema multiprocesador
utilizado anteriormente. Gracias a la configuración y programación homogénea con el Administrador SIMATIC, los costes
de ingeniería se redujeron prácticamente a la mitad. La herramienta de configuración gráfica utilizada, Continuous Function Chart (CFC), está estructurada de forma clara y es fácilmente legible pese a su mayor funcionalidad, y de esta forma
también resulta perfecta para no especialistas.
50
MMK Magnitogorsk Iron &
Steel Works, siderúrgica,
Rusia
Ventajas
La nueva instalación convenció a MMK Magnitogorsk desde el
principio. El rendimiento garantizado contractualmente fue
sobradamente satisfecho. Lo mismo puede decirse respecto a
la calidad de las bandas de acero producidas en cuanto a espesor y longitud. La primera bobina de acero que salió de fábrica
tenía ya una calidad tan extraordinaria que pudo ponerse directamente a la venta. SIMATIC TDC proporciona una gestión
central de datos, así como una adquisición y clasificación de
datos de alta resolución. De esta forma, el ordenante tiene el
mejor equipamiento para reaccionar de forma rápida y flexible
a los futuros requisitos del mercado. Además, las potentes
funcionalidades de diagnóstico permiten un claro aumento de
la disponibilidad de la instalación, y con ello, de la productividad.
© Siemens AG 2010
Tablas comparativas
Referencia base
FM 458
EXM 438
T400
CPU 317T
FM 352-5
FM 452
FM 352
Propiedad
CPU 315T
Control por levas
6ES7 352-1A.
6ES7 452-1A.
6ES7 352-5A.
6ES7 315-6TG.
6ES7 317-6TJ.
6DD1 606-
6DD1 607-
Nº de canales
sensores
1
1
1
8
32
1
EXM 438: 2 x 12;
PROFIBUS DP: 127
SIMOLINK: 2 x 200
Eje lineal/
giratorio
●
●
▲
●
●
●
●
Características
Funciones de levas
Número
pistas de levas
32
32
▲
8
16
▼
▼
Levas de
carrera/tiempo
128
128
▲
8
16
▼
▼
▼
▼
▼
▼
Levas de frenado 1
1
Levas de contaje
3
3
▲
Compens. din.
tiempo muerto
●
●
▲
●
●
▼
▼
Sistema de conexión/periferia integrada
Encóder incremental, señal
diferencial de 5 V
●
●
●
Vía IM174, ADI4
Vía IM174, ADI4
●
8
(incl. encóders
de 15 V)
Encóders incrementales, señal
de 15/24 V
●
●
Más de 3 ED
ADI4
ADI4
●
8
(incl. encóders
de 5 V)
Encóder SSI
●
●
●
Vía IM174, ADI4
Vía IM174, ADI4
●
4
Vigilancia de
encóders
●
●
●
●
●
●
●
Entradas
digitales (24 V)
4
11
12
4
4
8+4
bidireccional
16 (200 µs);
8 (20 µs)
Funciones
entradas
digitales
1 entrada
habilitación
8 entradas
habilitación
Programable
Congelación
Congelación
▼
▼
Salidas digitales
(24 V)
13
16
8 (de tipo p y de
tipo m)
8
8
2+4
bidireccional
8
S7-400
S7-300,
independiente
S7-300
S7-300
SRT 400
S7-400
Habilitación de freno, medición de
longitudes, PRESET de valor real al
vuelo, interruptor de referencia
Entorno de sistema
Aplicación
centralizada
S7-300
Aplicación
descentralizada
ET 200M
ET 200M
Control basado
en PC
●
●
Software de
configuración
Paquete de
Paquete de
Paquete de
S7configuración inc. configuración inc. configuración inc. Technology 1)
en suministro
en suministro
en suministro
S7Technology 1)
Sustitución
módulo sin
PG/PC
●
●
1)
Pedir por separado
●
●
MASTERDRIVES,
DC-Master
●
D7-SYS1)
D7-SYS1)
●
●
Disponible
▲
Programable
▼ Configurable
Tablas comparativas
51
© Siemens AG 2010
Referencia base 6ES7 21.
6ES7 31.
6ES7 1384DE./4DA.
6ES7 3525.
6ES7 3501A.
CPU
1211C: 3
1212C: 4
1214C: 6
CPU
312C: 2;
313C: 3;
314C: 4
1
1-12, según 1
tipo de encóder y aplicación
Frecuencia
contaje en kHz,
máx.
100, 200 2)
CPU
312C: 10;
313C: 30;
314C: 60
24 V: 100;
5 V: 650
5 V: 1 000;
24 V: 200
Ancho máx.
de contaje
64 bits
32 bits
32 bits
Sentido de
contaje
Adelante/
atrás
Adelante/
atrás
Evaluación
4 flancos
●
●
Alimentación
sensores
24 V
6ES7 3502A.
6ES7 4501A.
FM 458
EXM 438
T400
FM 450
FM 350-2
FM 350-1
FM 352-5
1 COUNT
5/24 V
Propiedad
CPU 31xC
CPU 1211C
CPU 1212C
CPU 1214C
Contaje/medición
6DD1 606-
6DD1 607-
8 ZK o 2 DK o 2
4 ZK y 1 DK
2
8 por EXM
5 V: 500;
24 V: 200
Encóders
inc.: 10;
detectores/
sensores
sentido: 20
5 V: 500;
24 V: 200
5 V: 1 500;
15 V: 400
5 V: 2 500;
15 V: 1 000
32 bits
32 bits
32 bits
32 bits
32 bits
32 bits
Adelante/
atrás
Adelante/
atrás
Adelante/
atrás
Adelante/
atrás
Adelante/
atrás
Adelante/
atrás
Adelante/
atrás
●
●
●
●
●
●
●
24 V
24 V, 5 V
24 V, 5 V
Para sensores
NAMUR
24 V, 5 V
En
1 COUNT 5 V
Con encóder
increm. 5 V
Con encóder
increm. 5 V
Para sensores
NAMUR
Con encóder
increm. 5 V
●
●
●
●
▲
●
●
●
▼
▼
Contaje
periódico
●
●
▲
●
●
●
▼
▼
Medición de
frecuencia
●
●
▲
●
●
▼
▼
Medida de velocidad de giro
●
▲
●
●
▼
▼
Medición del
periodo
●
▲
●
●
▼
▼
Vía función
puerta/
congelación
▲
Vía función
puerta/
congelación
Vía función
puerta
Vía función
puerta/
congelación
▼
▼
▼
▼
Características
Nº de canales
(ZK = canal
contaje,
DK = canal
dosificador)
Vigilancia
sensores
Funciones de contaje
Contaje único/
sin fin
Medición de
longitud
▲
▲
Vía función
puerta
Dosificación
1 etapa
▲
1 etapa
4 etapas
1 etapa
Puerta HW
Arranque/
Parada
Arranque/
Parada
Arranque/
Parada
Arranque/
Parada
Arranque/
Parada
Arranque/
Parada
Puerta SW
Arranque/
Parada
Arranque/
Parada
Arranque/
Parada
Arranque/
Parada
Arranque/
Parada
Arranque/
Parada
▼
▼
Comparador
función de sentido por canal
de contaje
1
2
▲
2
1
2
▼
▼
Función de
congelación
●
●
▲
●
●
por interrup- por interrupción HW
ción HW
●
▲
●
●
●
▼
▼
▲
●
●
●
▼
▼
Sincronización
con señal cero
Alarma de
proceso
2) Con
52
●
●
High-Speed Digital Signal Board
Tablas comparativas
FM 458
EXM 438
T400
FM 450
FM 350-2
FM 350-1
FM 352-5
1 COUNT
5/24 V
Propiedad
CPU 31xC
CPU 1211C
CPU 1212C
CPU 1214C
© Siemens AG 2010
Encóders compatibles/periferia integrada
Encóder increCon Signal
Board
mental, señal
diferencial de 5 V
1 COUNT
5V
●
●
●
●
●
15 V HTL
15 V HTL
●
●
Encóders incrementales, señal
de 15/24 V
●
●
1 COUNT
24 V
●
●
●
●
Sensores de
sentido 24 V
●
●
1 COUNT
24 V
●
●
●
●
Detectores
24 V
●
●
1 COUNT
24 V
●
●
●
●
Sensor NAMUR
●
Encóder SSI
●
ED para puerta
HW por E
contaje
▲
●
1 ED libre,
▲
función configurable
2
1
2
ED set valor de
contaje por ent.
contaje
▲
●
1 ED libre,
▲
función configurable
1
1
1
▼ hasta 6
▼ hasta 8
1 por
comparador
1 (2,0 A)
con 24 V;
2 (2,0 A)
con 5 V
Hasta 8
(0,5 A)
2 (0,5 A)
1 por canal
de contaje,
4 por canal
dosificador
2 (0,5 A)
▼
▼
Conector
frontal
estándar
(40 polos)
TM-E
Conector
frontal
estándar
(40 polos)
Conector
frontal
estándar
(20 polos)
Conector
frontal
estándar
(40 polos)
Conector
frontal
estándar
Estándar
Estándar
S7-300
S7-300
S7-300
S7-300
SRT 400
S7-400
SD por
canal contaje
Conectores
Conector
frontal
estándar
Entorno de sistema
Aplicación
centralizada
S7-1200
S7-300 con
CPU 31xC
Aplicación
descentralizada
PN Basic
Services
CPU 314C
Control basado
en PC
ET 200S a
maestro S7 y
maestro
normalizado
PROFIBUS
ET 200M a
ET 200M a
maestro S7 y maestro S7
maestro
normalizado
PROFIBUS
ET 200M a
maestro S7
●
●
●
●
MASTERDRIVES,
DC-Master
Software de
configuración
Inc. en
STEP 7 Basic
Inc. en
STEP 7
Inc. en
STEP 7
Paquete
de config.
inc. en
suministro
Paquete
de config.
inc. en
suministro
Paquete
de config.
inc. en
suministro
Paquete
de config.
inc. en
suministro
D7-SYS1)
D7-SYS1)
Tipos de acceso
Vía programa de
usuario
Vía SFB
Vía interfaz
de datos de
usuario
Vía FB o
interfaz de
datos de
usuario
Vía FB o
interfaz de
datos de
usuario
Vía FB o
interfaz de
datos de
usuario
Vía FB o
interfaz de
datos de
usuario
Vía FB
Vía FB
Con SRT 400
y CBP 2 (sólo
esclavo)
●
Soporta
isócrono
●
●
Enchufe y
desenchufe en
RUN
●
Sólo con
Sólo con
●
bus de fondo bus de fondo
activo
activo
Sustitución módulo sin PG/PC
1)
●
Pedir por separado
●
●
●
●
●
●
●
Disponible
●
▲
Programable
▼ Configurable
Tablas comparativas
53
© Siemens AG 2010
Referencia base
6ES7
21.
6ES7 810-4. 6ES7 810-4. 6ES7
31.
FM 458
EXM 438
T400
FM 455C
FM 455S
FM 355-2C
FM 355-2S
FM 355C
FM 355S
Modular
PID Control
Standard
PID Control
CPU 313C
CPU 314C
PID
Temp.
Control
PID Control
en STEP 7,
CFC
Propiedad
CPU 1211C
CPU 1212C
CPU 1214C
Regulación
6ES7 830-2. 6ES7830-1. 6ES7
1)
1)
355-.
6ES7 860-2. 6ES7860-1.
6ES7 355- 6ES7
2.
455-.
6DD1
606-
Determinado por
CPU y E/S
4
4
16
Lim. por memoria y
periferia conectada
●
●
●
2)
6DD1
607-
2)
Características
Nº de canales
16
Determinado por CPU
y E/S
Modo de respaldo
Auto-optimización del regulador durante la PeM con PG/PC
Est. regul. temp. o similar ●
Procesos regulados gen.
●
● 1) 3)
● 1) 3)
Con paquete configuración (PP)
Con PP
●
Con PP
Auto-optimización del regulador en marcha
Est. regul. temp. o similar ●
Procesos regulados gen.
Con PID
SelfTuner 3)
●
●
Con PID
SelfTuner 3)
Con PID
SelfTuner 3)
Con PID
SelfTuner 3)
Con PID
SelfTuner 3)
●
Con PID
SelfTuner 3)
Funciones elementales de regulación
Algoritmo PID
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Salida regulador PID
continuo
●
●
●
●
●
●
FM
355C
FM
355-2C
FM
455C
●
●
●
●
●
FM
355S
FM
355-2S
FM
455S
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Salida regulador a
impulsos
Salida PWM
●
▼
Funciones complementarias
Emisor de consigna
Característica estática
no lineal
Split range
Realimentación de
posición
▼
●
●
●
●
●
●
FM
355S
FM
355-2S
FM
455S
●
●
●
●
●
●
●
Rama de consigna
Limitador
●
Limitación de
velocidad de variación
▼
Rama de valor real
Conversión de formato
●
●
●
●
●
●
Normalización
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Filtrado
●
●
●
●
●
Extracción de raíz
●
●
●
●
Vigilancia de la velocidad
de variación
●
●
Señalizador de límite
●
●
●
●
●
Tipo B, J,
K, R, S
Tipo B, E, Tipo B, J,
J, K, R, S K, R, S
▼
Sensores compatibles
Termopares
● 5)
Termorresistencias
● 5)
Pt100
Pt100
Pt100
Pt100
Tensión
●
+/- 10 V
0 ... 10 V
0 ... 10 V
0 ... 10 V
Corriente
●
0/4 ...
20 A
0 ... 20 mA, 4 ... 20 mA
4 4)
1 por
canal regulador
6)
+/- 10 V
+/- 10 V
2
5 por
EXM 438
Periferia integrada
Entradas analógicas
1)
54
2
Software de parametrización
Tablas comparativas
2)
Software Runtime (FB)
3)
Pedir por separado
4)
Según tipo de CPU
5) con
1 por
canal regulador
Signal Modul
1 por
canal regulador
6) con
Signal Board o Signal Modul
2 por
canal regulador
2 por
canal regulador
1 por
canal regulador
8+4
bidireccional
16 por
EXM 438
2 4)
1 por
canal regulador
(sólo
FM
355C)
1 por
canal regulador
(sólo
FM
355-2C)
1 por
canal regulador
(sólo
FM
455C)
2
8 por
EXM 438
2 por
canal regulador
(sólo
FM
355-2S)
2 por
canal regulador
(sólo
FM
455S)
2+4
bidireccional
8 por
EXM 438
Submódulo
de
interfaz
T400
FM 458
EXM 438
FM 455C
FM 455S
Salidas analógicas
Modular
PID Control
FM 355-2C
FM 355-2S
● 4)
Standard
PID Control
16/24 4)
CPU 313C
CPU 314C
FM 355C
FM 355S
Entradas digitales
PID
Temp.
Control
Propiedad
PID Control
en STEP 7,
CFC
PID Control
en S7-200
© Siemens AG 2010
Salidas digitales
● 4)
16 4)
2 por
canal regulador
(sólo
FM
355S)
Sistema de conexión
Conec.
frontal
estánd.
Conec.
frontal
estánd.
Conector frontal estándar
Bornes
▼
Rama de valor manipulable
Conm. manual/autom.
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Limitador
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
▲
●
●
●
●
●
●
●
●
Limitación de la velocidad
de variación
Estructuras de regulación
Regulación de
referencia fija
●
Servorregulación
▲
Regulación en cascada
●
●
●
▲
▼
Regulación de relación
▲
●
●
●
●
●
Regulación de mezcla
▲
▲
●
●
●
●
▲
▲
●
●
●
S7-300,
S7-400,
WinAC
S7-300
(a partir
de CPU
313),
S7-400,
WinAC
S7-300
S7-300
S7-400
ET 200M
a maestro S7
ET 200M
a maestro S7
●
Regulación 3 comp.
▲
Entorno de sistema
Aplicación centralizada
S7-1200
Aplicación
descentralizada
PN Basic
Services
Control basado en PC
Software de
configuración
Inc. en
STEP 7
Basic
S7-300,
S7-400,
WinAC
S7-300,
S7-400,
WinAC
S7-300
(CPU
313C/
314C)
●
●
●
●
●
Inc. en
STEP 7
Inc. en
STEP 7
Inc. en
STEP 7
● 3)
● 3)
Paquete de config. inc. en
suministro
Para SW config.
Licencia runtime para
librería FB/FC/C
Necesario para CPU
Tipos de acceso
Vía
Vía FB
programa
de usuario
Vía FB
Vía SFB
D7-SYS3)
Para D7-SYS
Vía FB/FC Vía FB/FC Vía FB
Enchufe y desenchufe
del módulo en
marcha
Sustitución del módulo
sin necesidad de PG/PC
S7-400
MASTERDRIVES,
DCMaster
●
Autorización
con
SRT 400
Vía FB
Vía FB
Vía FB
Vía FB
Sólo con bus de
fondo activo
●
Vía
Memory
Card
Vía
Memory
Card
Vía
Memory
Card
Vía
Memory
Card
Vía
Memory
Card
●
●
Disponible
●
▲
●
Programable
Vía
Memory
Card
▼ Configurable
Tablas comparativas
55
© Siemens AG 2010
Referencia base
1 POS U
1 STEP
1 SSI
Easy
Motion
Control
SM 338
Propiedad
CPU 314C
CPU 1211C
CPU 1212C
CPU 1214C
6ES7 21.
6ES7 314-6.
6ES7 3384BC.
6ES7 8640A.
6ES7 1384DB.
6ES7 1384DC.
6ES7 1384DL.
Número ejes/canales
2
1
3
Depende
de la CPU
1
1
1
Eje lineal
●
●
●
●
●
Eje giratorio
●
●
●
●
●
Características
Sistema de medida de desplazamiento (ver también www.siemens.com/encodertypes)
Encóder incremental, señal diferencial
de 5 V
● 5)
Encóders incrementales, señal de 24 V
●
●
Encóder SSI
●
Encóder absoluto PROFIBUS DP
Alimentación de sensores
Vía módulo
●
Vía módulo
●
Vía módulo
●
●
24 V
24 V
●
24 V
24 V
Interfaz de accionamiento
Salidas digitales de velocidad y sentido
▼
Interfaz de impulso/sentido
(señales dif. de 5 V)
▼ 5)
Interfaz analógica ± 10 V
4
3
Máx.
500 kHz
●
PROFIBUS DP con PROFIdrive
Vía SA
●
Motores/accionamientos típicos
Motor asíncrono normalizado, controlado
por contactor
Motor asíncrono alimentado por variador
(p. ej., SINAMICS G120)
●
●
Vía SA
●
Motores asíncronos
●
Vía SA
●
Accionamientos de corriente continua
●
Vía SA
Servomotores o motores paso a paso en
etapa de potencia con interfaz de impulsos
Vía protocolo USS
●
●
●
Servomotores en etapa de potencia con
interfaz analógica
Vía SA
Servomotores y etapa de potencia
con PROFIBUS DP/PROFIdrive
(p. ej. SIMODRIVE, SINAMICS o
MASTERDRIVES MC)
Vía telegrama libre
Funciones
Modo Jog
●
Posicionamiento con 2 velocidades
●
●
●
●
relativo
●
Posicionamiento punto a punto
●
Perfiles/programas desplazamiento
▲
●
●
▲
Sincronismo/reductor electrónico/
acoplamiento valor maestro
Desplazamiento hasta tope fijo
(p. ej. amarre de piezas)
Interpolación/transformación
1)
56
vía ADI4, IM174
2)
Tablas comparativas
vía DP ó ADI4, IM174
●
●
●
FM 458
EXM 438
T400
CPU 315T
CPU 317T
IM 174
FM 453
FM 357-2
FM 354
FM 353
FM 451
FM 351
© Siemens AG 2010
6ES7 3511.
6ES7 4511.
6ES7 3531AH.
6ES7 3541AH
6ES7 3574AH.
6ES7 4533.
6ES7 1740.
6ES7 3156TG. 6ES7
317-6TJ.
6DD1 606-
6DD1 607-
2
3
1
1
4 4)
3
4
315T: 8;
317T: 32
2
hasta
aprox. 100
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
● 1)
●
●
●
●
●
● 1)
15 V HTL
15 V HTL
●
● 1)
●
●
●
●
●
●
●
●
24 V/5 V
24 V/5 V
4 por eje
4 por eje
24 V/5 V
Máx.
200 KHz
●
24 V/5 V
●
Máx.
750 kHz
Máx.
1 MHz
Máx.
750 KHz
●
●
●
● 1)
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
● 2)
●
●
●
●
● 2)
●
●
●
●
● 2)
●
●
●
●
●
con
IM 174
●
●
●
● 1)
●
●
●
●
▼
●
●
●
▼
●
●
●
●
● 1)
24 V/5 V
●
●
●
●
●
▲
▼
▼
▼
▼
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
▲
▼
▼
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
● 3)
●
●
●
●
3)
exepto FM357-2L
4)
FM357-2H y monocanal
5)
Con High-Speed Digital Signal Board
●
Disponible
▲
Programable
▼ Configurable
Tablas comparativas
57
© Siemens AG 2010
Seteo de una salida digital
al alcanzar la posición de destino
●
Vía SD
Inicio de un posicionamiento a través
de entrada digital
●
Vía ED
1 POS U
1 STEP
1 SSI
Easy
Motion
Control
SM 338
Propiedad
CPU 314C
CPU 1211C
CPU 1212C
CPU 1214C
Funciones de monitorización
Fin de carrera para vigilar
el rango de desplazamiento
●
Vigilancia de parada
Software
Software
●
●
Vigilancia de error de seguimiento
Hardware
●
Vigilancia de sensores
Según
módulo
●
●
●
5
2
1
●
●
●
Entradas/salidas integradas
Entradas digitales
●
Función de congelación
Medición de longitud
●
Búsqueda del punto de referencia
●
Parada externa
●
Final de carrera hardware
●
Contacto inversor
▲
Setear valor real al vuelo
●
Inicio externo
●
2
3
●
●
●
●
●
●
●
●
Cambio de secuencia externo
Salidas digitales
2
Funciones
4
3
Interfaz de
accionamiento
Interfaz de
accionamiento
Entorno de sistema
Aplicación centralizada
S7-1200
S7-300
S7-300
Aplicación descentralizada
PN Basic
Services
●
ET 200M
●
●
Inc. en
STEP 7
Inc. en
STEP 7
Permite el modo isócrono
●
Enchufe y desenchufe en RUN
Sólo con bus
de fondo
activo
●
Control basado en PC
Software de parametrización
Sustitución del módulo sin necesidad de
PG/PC
1)
58
Uso exclusivo por funciones tecnológicas
Tablas comparativas
Inc. en
STEP 7 Basic
●
2)
●
Pedir por separado
3)
Con CPU 31xT
S7-300
(a partir de
CPU 314C 1)),
S7-400
ET 200S
ET 200S
ET 200S
●
●
●
●
Inc. en el
suministro
Inc. en
STEP 7
Inc. en
STEP 7
Inc. en
STEP 7
●
●
●
●
●
●
●
●
FM 458
EXM 438
T400
CPU 315T
CPU 317T
IM 174
FM 453
FM 357-2
FM 354
FM 353
FM 451
FM 351
© Siemens AG 2010
●
●
●
●
●
▼
▼
●
●
●
●
●
●
●
▼
▼
Software
Software
Software
Software
Software
Software
●
▼
▼
●
●
●
●
●
●
▼
▼
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
4
12
4 por eje
10 1)
configurables
4
8+4
bidireccional
16 por
EXM 438
por interrupción HW
por interrupción HW
▼
▼
●
●
▼
▼
▼
▼
▼
▼
●
●
●
▼
▼
●
▼
▼
2+4
bidireccional
8 por
EXM 438
●
●
4 por eje
4 por eje
●
●
●
●
4
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
● 4)
4 por eje
4 por eje
4
4
8
Interfaz de
accionamiento
Interfaz de
accionamiento
▼
▼
Secuencia▼
dor de levas
S7-300
(a partir de
CPU 314)
S7-400
S7-300
(a partir de
CPU 314)
S7-300
(a partir de
CPU 314)
S7-300
(a partir de
CPU 314)
ET 200M
(con
IM 153-2)
ET 200M
(con
IM 153-2)
●
●
Paquete de
config. inc.
en
suministro
Paquete de
config. inc.
en
suministro
ET 200M
●
Paquete de
config. inc.
en
suministro
Paquete de
config. inc.
en
suministro
Paquete de
config. inc.
en
suministro5)
4 por eje
●
10
8
1)
Secuencia▼
dor de levas
▼
S7-300
SRT 400
S7-400
● 3)
●
MASTERDRIVES,
DC-Master
Inc. en
STEP7
S7Technology 2)
D7-SYS2)
●
●
Con SRT 400 y ●
CBP 2
S7-400
Paquete de
config. inc.
en
suministro
●
D7-SYS2)
(sólo esclavo)
Sólo con bus
de fondo
activo
●
4)
●
A través de acciones síncronas
●
●
5)
Del firmware
●
6)
●
●
Con High-Speed Digital Signal Board
●
●
Disponible
●
▲
Programable
▼ Configurable
Tablas comparativas
59
© Siemens AG 2010
Glosario
Término
Aclaraciones
Activación y desactivación
de una salida digital en función del estado de contador
Dependiendo de los 2 valores de referencia, se activa una salida digital al alcanzar el valor de referencia 1,
y se desactiva al alcanzar el valor de referencia 2.
Ángulo de decalaje
(absoluto/relativo)
Cambio de la relación de posición en un sincronismo angular.
Captación de posición
Captación de valores reales normalizados a unidades de longitud.
CPU compacta
CPU con funciones tecnológicas y E/S integradas.
Compensación dinámica de
tiempo muerto
Control anticipativo, antes de la posición de conmutación, en función de la velocidad.
Contaje periódico
Tras habilitar la puerta, se cuenta periódicamente desde el valor inicial, dentro del rango de contaje
parametrizado.
Contaje sin fin
Tras habilitar la puerta se cuenta sin fin desde el valor inicial entre los límites de contaje superior e inferior.
Contaje único
Tras habilitar la puerta se cuenta una sola vez desde el valor inicial hasta el valor final superior o inferior.
Control por levas
Las levas son señales digitales para controlar la periferia (E/S) conectada. Las señales lógicas, función de la
posición, se pueden pasan al maestro con retardo o por adelantado. Así se compensan los tiempos de
maniobra de los actuadores conectados.
Corrección (override)
Reducción de la velocidad programada.
Corrección por marcas
impresas
Corrección de offset/decalaje en ejes en sincronismo angular. Se corrige el error de seguimiento aparecido.
Desplazamiento absoluto
Desplazamiento a una posición de destino absoluta.
Desplazamiento relativo
Desplazamiento por un recorrido establecido.
Dosificación
Activar o desactivar una o varias salidas digitales para cerrar una o varias válvulas en determinadas posiciones
de contadores.
Ejes hidráulicos
Posicionamiento de un cilindro hidráulico con regulación de posición, considerando la característica de la
válvula.
Función de acoplamiento y
desacoplamiento
Para incorporar o sacar un producto en la secuencia de producción.
Función de congelación
La función de congelación integrada permite almacenar el valor actual con precisión de impulso y, a continuación, pasársela a un control de nivel superior.
HMI
Human Machine Interface (manejo y visualización).
Leva de tiempo/carrera
Una leva de carrera está activa a lo largo de un trayecto definido, independientemente de la velocidad.
Una leva de tiempo está activa durante un intervalo de tiempo definido, comenzando desde una posición
definida.
60
Glosario
Limitación del cambio de aceleración (sobreaceleración); permite un arranque suave del eje para
proteger la mecánica.
© Siemens AG 2010
Glosario
Término
Aclaraciones
Maestro virtual/maestro real
El maestro virtual genera la consigna maestra para los accionamientos esclavos a partir de la velocidad
deseada de la máquina. El maestro real funciona como un maestro virtual, pero en el que un encóder capta la
posición del eje real.
MDI/MDI al vuelo
Posicionamiento punto a punto con posiciones, trayectos o velocidades cualesquiera definibles.
Medida de velocidad de giro
Tras habilitar la puerta, se cuentan todos los impulsos recibidos en un intervalo parametrizable y, a partir de
este dato, se calcula la velocidad de giro.
Medición de frecuencia
este dato, se calcula la frecuencia.
Medición del periodo
este dato, se calcula el periodo.
Modo Automático
Ejecución de perfiles de posicionamiento (programas de desplazamiento) complejos de forma continua o paso
a paso.
Modo Jog (para preparación)
Desplazamiento del eje con velocidad o frecuencia constante sólo cuando se pulsa sostenidamente un cierto
pulsador o tecla.
Modo Simulación
Modo del control de posicionamiento sin que el eje esté conectado realmente.
Modulación de ancho de
impulsos
Emisión de impulsos de distinta longitud a frecuencia fija.
PLCopen
Organización para estandarización de la automatización. Para más detalles, visite la web: www.plcopen.org
Posicionamiento con
2 velocidades
Primero se arranca el accionamiento en marcha rápida. Poco antes de alcanzar la posición de destino
(diferencia de conmutación) se conmuta el accionamiento a la velocidad lenta o de aproximación.
Al alcanzar la posición de destino o, dependiendo de la parametrización, también un poco antes, se
desconecta el accionamiento por completo.
Regulación de posición
Desplazamiento a una posición en la que el valor real alcanza con exactitud la consigna.
Regulación de presión
Regulación de la presión en un cilindro hidráulico en base a una consigna dada para producir la fuerza
deseada.
Sincronismo angular
Los ejes esclavos se mueven con una relación de posición definida respecto a un eje maestro, funcionan en
sincronía angular. Se corrige el error de seguimiento que aparece.
Sincronismo de reductor
Como la función de sincronismo pero con la posibilidad de modificar también la relación de transmisión. La
velocidad de un accionamiento esclavo se regula en función de la del maestro vía una relación de transmisión
definible.
Sincronismo por perfil de
leva
El perfil de leva es un reductor de relación variable (que se especifica en una tabla) entre el movimiento del
maestro y del esclavo.
Sincronización
Es posible sincronizar evaluando una entrada digital y/o la señal de marca cero. Pare ello se carga el valor real
con un valor al efecto.
Sincronización y
desincronización
Incorporar y sacar, resp., un eje en un conjunto en sincronismo.
Glosario
61
© Siemens AG 2010
SIMATIC Technology
Notas
62
SIMATIC Technology
© Siemens AG 2010
Bienvenido al mundo de SIMATIC
El presente folleto le ha permitido echar un primer vistazo al extenso portafolio de productos SIMATIC para la industria
manufacturera y a las ventajas para usted como fabricante de maquinaria y operador de plantas.
En los enlaces de Internet listados abajo encontrará más información sobre las diferentes familias de sistemas.
S
I
M
A T
I
C
SIMATIC es un elemento clave de Totally Integrated Automation, la gama amplia y
homogénea de productos y sistemas para la automatización:
www.siemens.com/tia
El sistema de automatización líder para la industria:
www.siemens.com/simatic
Conozca la homogeneidad de SIMATIC a partir de sus características de sistema:
www.siemens.com/simatic-system-features
SIMATIC PCS 7
SIMATIC Controller
SIMATIC ET 200
El potente sistema de control de
procesos escalable para todos los
sectores
Potentes controladores basados en
diferentes plataformas de hardware
El sistema periférico descentralizado y modular para todos los
requerimientos
www.siemens.com/simatic-pcs7
www.siemens.com/simatic-controller
www.siemens.com/simatic-et200
SIMATIC Software
SIMATIC Technology
SIMATIC HMI
Software industrial para obtener máxima eficiencia en todas las fases de un
proyecto de automatización
La amplia gama de productos para
ejecutar tareas tecnológicas
La gama completa de control
y visualización
www.siemens.com/simatic-software
www.siemens.com/simatic-technology
www.siemens.com/simatic-hmi
SIMATIC PC-based Automation
SIMATIC IT
SIMATIC NET
Amplia gama de productos de hardware y software para la automatización basada en PC
La base para soluciones MES personalizadas y homogéneas
La extensa gama de productos
y sistemas para la comunicación
industrial
www.siemens.com/pc-based-automation
www.siemens.com/simatic-it
www.siemens.com/simatic-net
SIMATIC Safety Integrated
SIMATIC Sensors
SIPLUS extreme
El sistema sin resquicios para
la tecnología de seguridad que se integra por completo en la automatización estándar
Sensores para los requisitos más
diversos de la industria manufacturera
Productos para aplicaciones industriales en condiciones de difíciles a
extremadas
www.siemens.com/simatic-safety-integrated
www.siemens.com/simatic-sensors
www.siemens.com/siplus-extreme
© Siemens AG 2010
Para más información sobre
SIMATIC Technology
www.siemens.com/simatic-technology
www.siemens.com/tia
Newsletter sobre SIMATIC Technology
www.siemens.com/automation/newsletter
Manuales SIMATIC Guide:
www.siemens.com/simatic-docu
Otros impresos relativos a SIMATIC en:
www.siemens.com/simatic/printmaterial
Portal Service & Support:
www.siemens.com/automation/support
Interlocutores de SIMATIC
www.siemens.com/automation/partner
En portal Industry Mall puede hacer pedidos directamente por Internet:
www.siemens.com/industrymall
Siemens AG
Industry Sector
Postfach 48 48
90026 NÜRNBERG
Alemania
www.siemens.com/automation
Sujeto a cambios sin previo aviso
PDF: 6ZB5310-0MN04-0BA6
3P. 8201. 27. 07
BR 0610 PDF 64 Es
Produced in Germany
© Siemens AG 2010
Este folleto contiene descripciones o prestaciones que en el caso
de aplicación concreta pueden no coincidir exactamente con lo
descrito, o bien haber sido modificadas como consecuencia de un
ulterior desarrollo del producto. Por ello, la presencia de las prestaciones deseadas sólo será vinculante si se ha estipulado expresamente al concluir el contrato. Reservada la posibilidad de
suministro y modificaciones técnicas.
Todos los nombres de productos pueden ser marcas registradas
o nombres protegidos de Siemens AG u otras empresas proveedoras suyas cuyo uso por terceros para sus fines puede violar los
derechos de sus titulares.

SIMATIC Technology - Automation Technology

Transcription

Similar documents

Programas de Capacitación

sitrain - Siemens

Software para controladores SIMATIC

Automatización, proceso

Controladores SIMATIC

3 Descripción y manejo del software de programación STEP 7

SIMATIC S7-1200 Actualización del manual de sistema S7-1200, edición 03/2014

simatic s7-1500 - Coeva Girona, SA

SIMATIC ET 200 Para soluciones de automatización

simatic net

Catalogo en pdf

Quinto elemento

Manual de formación para soluciones generales en

1 2 3 4 5 Indice

F215b INSTRUCTION MANUAL

MÓDULOS DE TRANSPORTADORES INTERROLL INTELIGENTES

Energía en Movimiento

Descarga - Industry Online Support

estudio piloto de recolección, clasificación

SIMATIC S7-300 CPU 31xC Funciones tecnológicas