2. Salidas analógicas (con ejemplos) - Programación en TIA Portal V14 - Tutorial medio

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El objetivo de este tutorial es enseñar a utilizar una salida analógica de manera sencilla utilizando las funciones disponibles dentro del software de programación TIA PORTAL V14.

Como ejemplo de uso de una salida analógica crearemos un proyecto en el que controlaremos la apertura y cierre de una válvula analógica mediante un porcentaje de 0% a 100%, donde 0% sería que la válvula está completamente cerrada y 100% que la válvula está completamente abierta.


CREAR PROYECTO Y AÑADIR EL HARDWARE


En primer lugar creamos el proyecto y añadimos el hardware necesario, en mi caso he utilizado:


  • CPU: 1511-1 PN - Ref: 6ES7 511-1AK01-0AB0
  • Tarjeta de 8 salidas analógicas: AQ 8xU/I HS_1 - Ref: 6ES7 532-5HF00-0AB0


Es recomendable descargar la documentación de la tarjeta de salidas analógicas ya que la usaremos más adelante.

Salidas analógicas configuración de hardware TIA Portal V14
Imagen 1. Configuración de hardware


CONFIGURAR LAS SALIDAS ANALÓGICAS



En primer lugar debemos consultar la documentación de nuestra válvula, para determinar como debemos configurar nuestra salida analógica, en mi caso el control de apertura y cierre de la válvula funciona con una señal de 0..20mA, donde 0 mA corresponderían al completo cierre de la válvula y 20mA su completa apertura.

Con estos datos ya podemos configurar nuestra salida analógica.

Seleccionamos la tarjeta de salidas analógicas y accedemos a la ventana de propriedades, seleccionamos la pestaña general y abrimos el apartado de salidas, como en este caso solo tenemos una salida analógica solo configuraremos el canal 0, lo seleccionamos y lo primero que hacemos es cambiar "Ajustes de parámetros" de "De plantilla" a  "Manual" (ver imagen 2), esto nos permitirá modificar los parámetros de salida del canal 0 de forma individual.

Configurar una salida analógica TIA Portal V14
Imagen 2. Configurar una salida analógica

Una vez hecho esto avanzamos hasta el apartado de salida, en "Tipo de salida" seleccionamos "Intensidad", que es lo que corresponde para nuestro tipo de válvula. Por último en "Rango de salida" seleccionamos 0...20 mA, (ver imagen 3).

Salida analógica parámetros de salida TIA Portal V14
Imagen 3. Configurar parámetros de salida de una salida analógica


PROGRAMAR EL CONTROL DE UNA SALIDA ANALÓGICA


En primer lugar agregaremos a la tabla de variables una nueva variable para nuestra salida analógica de tipo Int, y con la dirección, en mi caso, %QW0 que es la que correspondería al canal 0 de mi tarjeta de salidas analógicas.

Para saber con exactitud que dirección de salida corresponde a un canal de una tarjeta de salidas analógicas, podemos acceder a las propiedades de la tarjeta de salidas analógicas y seleccionar la pestaña variables IO (ver imagen 5), nos aparecerá una tabla con las direcciones de las salidas analógicas de ese módulo, podemos añadir y editar las variables desde esa misma tabla.

Añadir variable para salida analógica TIA Portal V14
Imagen 4. Añadir variable para salida analógica

Añadir variable para salida analógica TIA Portal V14
Imagen 5. Añadir variable para salida analógica

Una vez agregada la variable de salida para identificar la salida analógica agregaremos a nuestro proyecto un FC donde programaremos el control de la salida analógica, llamaremos ha este FC dentro del OB1, también agregaremos un DB donde crearemos una variable que contendrá el porcentaje de apertura.

Agrear FC y DB TIA Portal V14
Imagen 6. Agrear FC y DB

Abrimos el DB que hemos agregado y generamos dos variables de tipo real (ver imagen 7), estás serán las variables que utilicemos para realizar el control de la salida analógica.

Agregar variables a DB TIA Portal V14
Imagen 7. Agregar variables en el DB

Una vez terminados todos los paso anteriores abrimos el FC que hemos agregado para comenzar a programar el escalado de la entrada analógica.

Para realizar el control utilizaremos dos funciones propias de TIA Portal que ya utilizamos para realizar el escalado de una entrada analógica, NORM_X y SCALE_X.


NORM_X: NORMALIZAR


Parámetros de la instrucción (ver imagen 8):

Función NORM_X tia portal v14
Imagen 8. Función NORM_X
EN: Entrada de habilitación
MIN: Límite inferior de la escala, en nuestro caso será 0, representaría el 0% de apertura de la válvula.
VALUE: Valor que se quiere normalizar, en nuestro caso será la primera variable que hemos creado en nuestro DB.
MAX: Límite superior de la escala, en nuestro caso será 100, representaria el 100% de apertura de la válvula.
ENO: Salida de habilitación.
OUT: Valor de salida normalizado, este parámetro siempre devuelve un valor entre 0.0 y 1.0 ,aquí utilizaremos una de las variables que hemos creado en el DB anteriormente para guardar el dato.

Funcionamiento de la instrucción:


La instrucción “Normalizar” normaliza el valor de la variable de la entrada VALUE representándolo en una escala lineal. Los parámetros MIN y MAX sirven para definir los límites de un rango de valores que se refleja en la escala.
En función de la posición del valor que se debe normalizar en este rango de valores, se calcula el resultado y se deposita como número en coma flotante en la salida OUT.
Si el valor que se debe normalizar es igual al valor de la entrada MIN, la salida OUT devuelve el valor “0.0”. Si el valor que se debe normalizar es igual al valor de la entrada MAX, la salida OUT devuelve el valor “1.0”.

SCALE_X: ESCALAR


Parámetros de la instrucción (ver imagen 8):

Función SCALE_X tia portal v14
Imagen 9. Función SCALE_X

EN: Entrada de habilitación
MIN: Límite inferior del rango de valores, en nuestro caso será 0.0, el porque de este valor lo veremos más adelante.
VALUE: Valor que se quiere escalar, en nuestro caso utilizaremos la misma variable que utilizamos en el parámetro OUT de la función NORM_X, esta variable siempre debe tener un valor de entre 0.0 y 1.0.
MAX: Límite superior del rango de valores, en nuestro caso será 27648.0, el porque de este valor lo veremos más adelante.
ENO: Salida de habilitación.
OUT: Valor de salida escalado, este será el parámetro con el que controlaremos nuestra salida analógica por lo que colocamos aquí la variable correspondiente a la salida analógica.

Funcionamiento de la instrucción:


La instrucción “Escalar” escala el valor de la entrada VALUE mapeándolo en un determinado rango de valores. Al ejecutar la instrucción “Escalar”, el número en coma flotante de la entrada VALUE se escala al rango de valores definido por los parámetros MIN y MAX. El resultado de la escala es un número entero o en coma flotante que se deposita en la salida OUT.


Realizar el programa
Conociendo ya el funcionamiento de las funciones NORM_X y SCALE_X procedemos a programar el escalado de la entrada analógica.
Abrimos el FC donde programaremos nuestro escalado y agregamos las funciones NORM_X y SCALE_X con sus correspondientes parámetros, podemos encontrarlas en el apartado de instrucciones dentro de la carpeta de conversión, o mediante un cuadro vacío escribiendo NORM_X o SCALE_X.
En el caso de la función SCALE_X debemos prestar especial atención a los parámetros MIN y MAX, como he explicado anteriormente en nuestro caso utilizaremos 0 para el parámetro MIN y 27648 para el parámetro MAX, para conocer este rango debemos consultar la documentación de nuestra tarjeta de salidas analógicas, en ella encontramos, que para nuestro tipo de configuración, intensidad y 0...20 mA, el rango de valores que escribe nuestro PLC en la salida analógica es de 0 a 27648, en un funcionamiento normal de la salida analógica, un valor de 0 correspondería a 0 mA y 27648 correspondería a 20 mA (ver imagen 10).
Rangos de salida para intensidad
Imagen 10. Rangos de salida para intensidad


Realizamos la programación (ver imagen 11).


Control de una salida analógica mediante las funciones NORM_X y SCALE_X TIA Portal V14
Imagen 11. Control de una salida analógica mediante las funciones NORM_X y SCALE_X

Por último podemos utilizar el simulador para comprobar que nuestro control funciona correctamente, forzando valores en la variable porcentaje de entre 0 y 100.


Control de una válvula analógica TIA Portal V14
Control de una válvula analógica

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