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Durante todo el año recibimos muchos mail, pidiéndonos información para realizar trabajos sobre autómatas. Así que ahora es el momento para recordaros que necesitamos de vuestra colaboración enviándonos los que ya habéis presentado.
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Documentación Técnica AC31 Capítulo 1 Presentación / Operación
Página 1-2 ABB Control - AC 31 1SBC 008999 R1301 12.99 Este capítulo lo introducirá en el sistema de automatización AC31, desde la arquitectura general a las reglas operativas de las unidades centrales serie 40 y 501. Presentación El AC31 le otorga accesibilidad tanto a los principiantes como a experimentados usuarios del campo de la automatización, para cualquier aplicación con 14 a 1000 entradas / salidas y más, usando el mismo grupo de componentes básicos.Desde una máquina compacta con funciones básicas hasta grandes instalaciones cubriendo distancias de cientos de metros, e incluso kilómetros, el AC31 puede ajustarse a sus requerimientos. Por lo tanto es posible implementar aplicaciones distribuidas a lo largo de cualquier escenario, industria, o una máquina donde cada componente (unidad central, unidad de entrada / salida) se encuentre cerca de los sensores / actuadores. La totalidad del equipamiento es interconectado por un simple par trenzado por el cual toda la información de los sensores es enviada, luego de ser procesada por la unidad central, a los actuadores, a las veces de unidades de inteligencia distribuida. Están disponibles además, las siguientes interfases de comunicación: MODBUS , ASCII, ARCNET , RCOM, AF100. El desarrollo en este campo es continuo. Muchos usuarios en todos los continentes han realizado numerosas aplicaciones tales como: Control de máquinas
Controlando-comandando instalaciones.
Administración de Sistemas 2. Reglas generales de configuración Un sistema ABB AC 31 siempre incluye una unidad central. Existen tres tipos de unidad central:- Las unidades centrales serie 40, con interfase para expansión central de entradas / salidas - Las unidades centrales serie 50, con interfase para expansión central de entradas / salidas y interfase para bus CS 31- Las unidades centrales serie 90, con interfase para bus CS31 Cada unidad central incorpora un número determinado de entradas / salidas binarias y ocasionalmente analógicas. Es posible, dependiendo de la unidad central, incrementar el número de entradas / salidas, agregando extensiones conectadas directamente a la unidad central o agregando unidades remotas de entradas / salidas a través del par trenzado CS31.
2.1. Unidades centrales con extensiones En las unidades centrales serie 40 y 50 es posible aumentar el número entradas / salidas de la unidad central básica agregando hasta 6 unidades de extensión local de cualquier tipo, binarias o analógicas (Figura 1-1).2.2. Unidades centrales con bus CS31 Las series 90 y 50. Es posible incrementar el número de entradas / salidas de la unidad central básica agregando unidades remotas. La unidad central que controla el sistema se denomina unidad central MAESTRA. La máxima longitud del bus es de 500 m sin amplificador y de 2000 m con 3 amplificadores (cada unidad NCB o NCBR permite la ampliación del bus 500 m).La unidad central maestra puede manejar hasta 31 puntos de conexión llamados ESCLAVOS, tal como:- Una unidad remota con posibilidad de extensión: un máximo de 6 extensiones conteniendo un máximo de 8 canales analógicos de entrada y 8 canales analógicos de salida.- Una simple unidad remota (sin extensión) con entradas / salidas analógicas o binarias. - Un display remoto TCAD - Una interfase ABB NCSA-01 para un variador de velocidad. - Una unidad de contador rápido - Una unidad central (serie 50 con posibilidad de extensión, una serie 90 o una de la anterior serie 30)- O cualquier otro dispositivo que disponga de una comunicación CS31 (mirar Figura 1-2). Observación: Un esclavo compuesto únicamente con canales binarios ocupa 1 punto de conexión.Un esclavo compuesto por canales binarios y analógicos ocupa 2 puntos de conexión de los 31 disponibles.El número máximo de unidades remotas ANALOGICAS depende de la unidad central MAESTRA: - Serie 50: - un máximo de 31 unidades remotas de entradas analógicas- un máximo de 31 unidades remotas de salidas analógicas- un máximo de 15 unidades remotas extensibles (ICMK14F1) con extensiones de entradas / salidas analógicas + 1 unidad remota de entradas / salidas analógicas (15 x 2 + 1 = 31)- o una configuración mixta de canales binarios / analógicos con los límites definidos previamente.- Serie 90: - un máximo de 12 unidades remotas de entradas analógicas- un máximo de 12 unidades remotas de salidas analógicas- o un máximo de 12 esclavos con extensiones analógicasOtra opció n: Existe la posibilidad de utilizar y configurar el bus de CS31 como esclavo de Modbus ® . Mirar comunicación Modbus ® en el capítulo 7.2.3. Técnicas de cableado Conectar una unidad central sin unidades remotas es sencillo y corresponde a estándares eléctricos normalizados. Las conexiones eléctricas de un sistema AC31 formado por unidades remotas, generalmente donde hay un gran número de cubículos eléctricos, debe cumplir con ciertas normas obligatorias. Estas reglas están presentadas en el capítulo 4.3. Operación de las unidades centrales serie 40 y 50 3.1. Diagrama funcional La memoria de las unidades centrales serie 40 y 50 está compuesta de dos áreas diferentes: - Una memoria SRAM donde se carga el programa de usuario y la información. - Una memoria Flash EPROM la cual contiene: - un backup del programa de usuario con las constantes de programa, - los datos de configuración, - y el sistema operativo protegido contra acceso desde el programa de usuario. Una batería incorporada, disponible sólo en unidades centrales serie 50, también permite el backup de las variables internas.El programa de usuario es un compendio de funciones universales concebidas por el fabricante para cubrir todas las aplicaciones y asegurar todas las funciones básicas del PLC.Se desarrolla con el software AC31GRAF. Después de traducir el programa a instrucciones entendibles por la unidad central, el mismo es cargado tanto en modo RUN como en modo STOP en la SRAM y luego guardada desde la SRAM hacia la Flash EPROM. De esta forma, cada vez que el programa es activado, el programa almacenado en la Flash EPROM, es copiado a la SRAM para ser procesado por el microprocesador (Figura 1-3).La estructura de la memoria de sistema, la memoria de usuario, las entradas / salidas y las variables internas se explica en el anexo (mapeo).3.2. Ejecución del programa El microprocesador de la unidad central asegura la ejecución cíclica del programa como se muestra en la Figura 1-4.El procesamiento interno: - El monitoreo y control del PLC - y la solicitud de procesamiento desde la terminal de operador, es ejecutada en paralelo con el ciclo previamente descripto.El programa principal se procesa secuencialmente. El mismo puede llamar hasta un máximo de 12 sub-programas. Cada sub-programa puede ser llamado numerosas veces desde el programa principal.Se pueden ejecutar en paralelo tres tipos de interrupciones en el programa principal: - Una interrupción cíclica - Una interrupción por hardware dispara por un evento en la entrada I 62.03 - Una interrupción por hardware dispara por un evento en la entrada I 62.02 Las interrupciones tienen prioridad por encima de la ejecución del programa principal. Si las tres interrupciones son disparadas simultáneamente, entonces aquella disparada por la entrada I 62.03 tiene prioridad por encima de la interrupción generada por la entrada I 62.02 la cual a su vez tiene prioridad por encima de la interrupción cíclica. Una vez que una interrupción ha sido disparada esta no pueda ser interrumpida por otra. (Figura 1-5).La duración del ciclo de ejecución (ciclo del bus + ciclo del programa) es controlada por la unidad central. Cualquier exceso del tiempo del de ciclo definido por el programa de usuario es señalizado por el led de ERR, al frente de la unidad central, al momento del primer ciclo de programa.3.3. Transmisión a través del Bus La unidad central maestra maneja la transmisión de mensajes a varios esclavos a través de una interfase serie RS485.Los mensajes se transmiten bajo el siguiente formato: - Petición desde la unidad central maestra: dirección datos CRC8 - Petición desde las unidades remotas: Inicio datos CRC8 Los mensajes siempre terminan con una palabra de control: checksum CRC8. La longitud de las palabras intercambiadas depende del tipo de unidad. Las palabras intercambiadas con una unidad analógica, son las más largas.La unidad central interroga a las unidades remotas a efectos de establecer una imagen inicial de la configuración del sistema durante la inicialización. Las unidades remotas son interrogadas en cada ciclo del bus. Esto permite el reconocimiento de nuevas unidades remotas agregadas o de unidades extraídas y la actualización de la información de diagnóstico.Si la unidad central recibe un mensaje indicando un error CRC8 no será señalizado inmediatamente y la información no será tenida en cuenta. Después de nueve errores de transmisión consecutivos una advertencia de "error de bus" será señalizada por la unidad central. El error de bus también es señalizado luego de un tiempo de espera de 250 ms sin respuesta.3.4. Tiempos de refresco / tiempos de respuesta Los tiempos de refresco y de respuesta de la unidad central dependen de la configuración del sistema, del número y del tipo de las unidades remotas en el bus CS 31. El refresco del bus y el programa de usuario son ejecutados en serie.3.4.1. Tiempos de refresco del bus El tiempo de refresco del bus se corresponde con el tiempo de transmisión a través del bus. El cálculo consiste en la adición de todos los tiempos de comunicación de las unidades remotas en el bus y el tiempo base de la unidad central maestra el cual es de 2 ms.3.4.2. Tiempos de respuesta de la unidad central El tiempo de respuesta de la unidad central corresponde al tiempo tomado para activar una salida luego de la activación de una entrada.El tiempo máximo de respuesta se obtiene sumando el tiempo de filtrado de la entrada, el tiempo de refresco del bus, el retardo de tiempo para la salida y dos veces el tiempo de ciclo.El tiempo de filtrado para una entrada en la serie 40 y 50 es de 5 ms. El retardo de tiempo para una salida de transistor es considerado como nulo en milisegundos y el retardo de tiempo para una salida de relé es de 6 msObservación: Las entradas / salidas de las unidades centrales y sus extensiones pueden ser accedidas, para un procesamiento rápido, en forma independiente del tiempo de ciclo con las funciones DI y DO en el programa de usuario (ver capítulo 6).El cálculo del tiempo de ciclo se encuentra explicado en el capítulo 5 en el nivel de configuración del tiempo de ciclo así como los tiempos de comunicación de cada unidad para el cálculo de los tiempos de transmisión en el bus.3.5. Encendido / activación del programa La unidad central ejecuta una serie completa de auto test en cada iniciación. El programa sólo puede ser activado si no se han detectado errores. El auto test verifica lo siguiente:- la sintaxis del programa, - la transmisión de datos, - el estado de las extensiones, - el estado de las unidades remotas si hay una unidad central maestra, - las condiciones de arranque (reinicialización o no de las variables internas). La inicialización de la unidad central depende del tipo de arranque: Tipo de arranque Inicialización Encendido o RESET vía software o re-arranque en caliente (warm start)- Limpieza de la memoria RAM - Copia del contenido de la Flash EPROM a la memoria RAM- Limpieza de la RAM de acuerdo a la configuraciónLlave de STOP / RUN en la unidad central - Copia del contenido de la Flash EPROM a la memoria RAMLa RAM permanece sin cambios si no hay un programa en la Flash EPROM.- Limpieza de la RAM de acuerdo a la configuraciónArranque en frío vía Software - Limpieza de la memoria RAM - Copia del contenido de la Flash EPROM a la memoria RAMEl bus de sistema es también inicializado luego de un arranque si la unidad central es el maestro de bus CS31.3.6. Caídas o cortes de alimentación de energía Las unidades centrales serie 50 disponen de un retardo de tiempo a efectos de guardar la información necesaria para el próximo arranque si hubiera una caída o un corte de energía.El almacenamiento de los datos internos sólo es posible en las unidades centrales serie 50 las cuales poseen una batería. Se requiere configuración previa en la unidad central para almacenar toda o parte de la información (mirar capítulo 5). Si no se realiza ninguna configuración, entonces todas las funciones y datos serán reseteados a 0.Los cálculos intermedios de las funciones utilizadas en el programa de usuario, necesarias para los ciclos posteriores, son ubicados en variables denominadas variables históricas.También es posible almacenar variables históricas. Un corte o caída de energía que ocurriera utilizando una unidad central serie 40 daría como resultado una reinicialización de todas las funciones y datos internos (todo reseteado a 0).4. Referencias
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Todos los nombres comerciales que se utilizan en esta web están o pueden estar registrados por sus respectivos fabricantes. 2000, 2006 Última modificación: 02/03/2006 |
