M A A UTÓMATOS S7-200

A UTÓMATOS S7-200

Nota:

O texto deste documento é um resumo do capítulo “Autómatos S7200” do livro “Autómatos Programáveis”.

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M ^{EMÓRIA DOS} A ^UTÓMATOS

Os autómatos S7-200 armazenam a informação em diferentes áreas da memória que têm direcções unívocas.

A memória encontra-se organizada, de acordo com as funções a realizar, por áreas (conjuntos de bits) das quais, pela sua importância, se indicam as seguintes:

 Área das entradas;

 Área das saídas;

 Área das variáveis;

 Área das marcas;

 Área das marcas especiais;

 Área dos temporizadores;

 Área dos contadores.

Cada área de memória é representada por um letra identificativa da área (mnemónica), por exemplo, “I” para as entradas, “Q” para as saídas, etc..

Na tabela seguinte apresentam-se as mnemónicas das diferentes áreas de memória dos autómatos S7-200.

Designação Código

Área das entradas I

Área das saídas Q

Área das variáveis V

Área das marcas M

Área das marcas especiais SM Área dos temporizadores T

Área dos contadores C

E NDEREÇAMENTO DA M EMÓRIA

1. Acesso em formato de bit

Para aceder aos bits das áreas de memória I, Q, V, M e SM é necessário indicar:

 Área de memória;

 Direcção do byte;

 Número do bit.

Ex.: Bit M2.4

M 2

4

N.º do bit do byte (bit n.º 4 do byte n.º 2) Ponto (separa o n.º do byte do n.º do bit) N.º do byte (byte n.º 2)

Identificador da área (M=Marcas)

MSB LSB

7 6 5 4 3 2 1 0 n.º do bit M0

M1 M2 M3 M4

. . .

MSB = bit mais significativo LSB = bit menos significativo

1

A linguagem dos autómatos S7-200 pode ser escrita de acordo com a norma Siemens (Simatic) ou de acordo com a norma internacional (IEC). De acordo com a norma internacional é necessário o símbolo

“%” antes da mnemónica da área.

Identificador da área e n.º do byte

Os dados das áreas de memória I, Q, V, M e SM também podem ser acedidos em formato de byte (8 bits), em formato de palavras (16 bits) ou em formato de palavras duplas (32 bits), sendo a forma de os endereçar semelhante à utilizada para endereçar os bits.

Neste tipo de endereçamento é necessário indicar o identificador de área, o tamanho dos dados e a direcção do byte inicial.

2. Acesso em formato de Byte

M B 0

Direcção do byte

Acesso ao valor em formato byte Identificador da área (memória M)

MSB

Bits M0.7 M0.6 M0.5 M0.4 M0.3 M0.2 M0.1 M0.0 Byte MB0

3. Acesso a temporizadores e contadores

Para aceder às áreas referentes aos temporizadores e contadores, é necessário utilizar um endereço formado pelo identificador da área e pelo número do bit.

Ex.:

T 33

N.º do bit

Identificador da área

C 22

N.º do bit

Identificador da área

Nota:

Ao bit de saída do temporizador/contador acede-se em formato de bit e ao valor da contagem,

acede-se em formato de palavra, através de uma instrução de transferência (MOV).

E NDEREÇOS DOS B ITS

Os bits das áreas de memória das diferentes CPUs S7-200 têm os seguintes endereços:

CPUs Á

DE MEMÓRIA

221 222 224 226

Variáveis VB0.0 a VB2047.7

VB0.0 a VB2047.7

VB0.0 a VB5119.7

VB0.0 a VB5119.7 Marcas M0.0 a M31.7 M0.0 a M31.7 M0.0 a M31.7 M0.0 a M31.7 Temporizadores

(256) T0 a T255 T0 a T255 T0 a T255 T0 a T255

Contadores

(256) C0 a C255 C0 a C255 C0 a C255 C0 a C255

Entradas I0.0 a I15.7 I0.0 a I15.7 I0.0 a I15.7 I0.0 a I15.7 Saídas Q0.0 a Q15.7 Q0.0 a Q15.7 Q0.0 a Q15.7 Q0.0 a Q15.7

Terminais das entradas

I0.0 a I0.5 (6E)

I0.0 a I0.7 (8E)

I0.0 a I0.7 I1.0 a I1.5

(14E)

I0.0 a I0.7 I1.0 a I1.7 I2.0 a I2.7

(24E) Terminais das

saídas

Q0.0 a Q0.3 (4S)

Q0.0 a Q0.5 (6S)

Q0.0 a Q0.7 Q1.0 a Q1.1

(10S)

Q0.0 a Q0.7 Q1.0 a Q1.7

(16S)

Nota:

Com a evolução dos produtos as especificações indicadas podem-se alterar.

E NDEREÇOS DAS P RINCIPAIS M ARCAS E SPECIAIS

Bits Função

SM0.0 Bit que está sempre em On.

SM0.1 Bit que vai a “1”, no 1.º ciclo, após ordem de execução do programa.

SM0.2 Bit que se activa durante um ciclo se se perderem os dados remanescentes.

SM0.3 Bit que se activa durante um ciclo quando se coloca o autómato em modo Run, após retoma da alimentação.

SM0.4 Bit de relógio com T = 1 min (30 s em On – 30 s em Off).

SM0.5 Bit de relógio com T = 1 s (0,5 s em On – 0,5 s em Off).

SM0.6 Bit de relógio de ciclo; está On num ciclo e Off no ciclo seguinte.

SM0.7 Bit que indica a posição do selector do modo de funcionamento do autómato (Off=Term; On=Run).

SMB28 Byte que armazena o valor digital correspondente à posição do potenciómetro analógico 0.

SMB29 Byte que armazena o valor digital correspondente à posição do

potenciómetro analógico 1.

P ^RINCIPAIS E SPECIFICAÇÕES DOS A ^UTÓMATOS S7-200

CPUs 221 222 224 226

Memória de programas 4 K 4 K 8 K 16 K

Memória de dados 2 K 2 K 8 K 10 K

Temporizadores 256 256 256 256

Contadores 256 256 256 256

Contadores rápidos 6 6 10 10

E/S digitais 6/4 8/6

(40/38 máx.)

14/10 (94/74 máx.)

24/16

(128/120 máx.) Potenciómetros

analógicos 1 1 2 2

Cartucho RTC Opcional Opcional Integrado Integrado Cartuchos opcionais Memória,

pilha e RTC

Memória, pilha e RTC

Memória e pilha

Memória e pilha

Porta série RS 485 1 1 1 2

N.º de módulos de

expansão 0 2 7 7

Tempo de execução

para instrução booleana 0,22 µs 0,22 µs 0,22 µs 0,22 µs

Alimentação AC 230 V 230 V 230 V 230 V

Alimentação DC 24 V 24 V 24 V 24 V

5 VDC para módulos - 340 mA 660 mA 1000 mA

24VDC para sensores 180 mA 180 mA 280 mA 400 mA

I ^NSTRUÇÕES B ^ÁSICAS

Instrução Código

Significado

Load LD Carrega um valor (início de uma rede).

Load Not LDN Carrega um valor invertido (início negado de uma rede).

And A Produto lógico (contacto série aberto).

And Not AN Produto lógico negado (contacto série fechado).

Or O Soma lógica (contacto paralelo aberto).

Or Not ON Soma lógica negada (contacto paralelo fechado).

Edge Up EU Na transição 01 é gerado, num scan, o valor lógico “1” (detecta flanco positivo).

Edge Down ED Na transição 10 é gerado, num scan, o valor lógico “1” (detecta flanco negativos).

Not NOT Inverte o valor.

And Load ALD Operação lógica And entre dois blocos lógicos.

Or Load OLD Operação lógica Or entre dois blocos lógicos.

Output = Atribui valor.

Set S Coloca no estado “1”.

Reset R Coloca no estado “0”.

No operation NOP Sem operação (instrução sem efeito no programa).

Stop STOP Finaliza imediatamente a execução do programa, alterando o modo de operação de RUN para STOP.

End Program END Fim do programa.

S ÍMBOLOS DAS I NSTRUÇÕES B ÁSICAS

3

Símbolos utilizados nos autómatos S7 200, de acordo com norma Siemens (Simatic).

T EMPORIZADORES

Os temporizadores utilizam-se para implementar funções dependentes do tempo. Os utilizados neste autómato têm resoluções de 1 ms, 10 ms e 100 ms, são capazes de contar 32767 intervalos de tempo.

Aos temporizadores estão associadas duas variáveis:

 Tempo pré-definido: (PT=Preset Time), valor programado pelo utilizador;

 Tempo decorrido: (ET=Elapsed Time), regista a contagem do tempo desde que o temporizador foi activado.

O valor do tempo decorrido (ET) é comparado com o valor do tempo pré-definido (PT) e, quando os valores forem iguais, a saída (Q) do temporizador muda de estado.

Características

Tipos (total 256)

TONR Temporizador memorizado com atraso à operação.

TON Temporizador com atraso à operação.

TOF Temporizador com atraso à desoperação.

TP Temporizador por impulsos.

Tempo

pré-definido PT Valor, entre 0 e 32767, que é programado pelo utilizador.

Tempo

decorrido ET

Valor que aumenta de 0 a 32767, por incrementos de uma unidade, através de impulsos com período igual à base de tempo. Pode ser lido e testado, mas não programado.

Entrada IN

TONR: Cada vez que é ligada a entrada, o tempo decorrido acumula com o tempo anterior memorizado. Quando o valor total do tempo decorrido for igual ao valor pré-definido, o

temporizador vai a “1”.

O desligar da entrada apenas interrompe a contagem do tempo.

TON: Ligada a entrada inicia-se a temporização e, quando ET = PT, o temporizador vai a “1”.

O desligar da entrada coloca o temporizador a “0”.

TOF: Com a colocação da entrada a “1”, o temporizador também é colocado a “1”. Depois, o desligar da entrada inicia a temporização e, quando ET = PT, o temporizador vai a “0”.

TP: Com a colocação da entrada a “1”, o temporizador vai a “1”, voltando a “0” quando ET = PT.

O desligar da entrada não afecta o temporizador.

Saída Q Saída do temporizador. A sua colocação a “1” é efectuada pelo

temporizador programado: TONR, TON, TOF ou TP.

Os autómatos S7-200 possuem temporizadores tipo TONR, TON, TOF e TP com três bases de tempo. O número do temporizador determina a resolução do mesmo, de acordo com a seguinte tabela:

Tipo de temporizador Base de tempo Valor máximo N.º do temporizador

TONR (total 64)

1 ms 32,767 s T0 e T64

10 ms 327,67 s T1 a T4, T65 a T68

100 ms 3276,7 s T5 a T31, T69 a T95

TON, TOF, TP (total 192)

1 ms 32,767 s T32 e T96

10 ms 327,67 s T33 a T36, T97 a T100 100 ms 3276,7 s T37 a T63, T101 a T255

Notas:

 O valor da temporização é igual a: PT x Base de tempo;

 TONR – temporizador disponível na norma Simatic, TP – temporizador disponível na norma IEC 61131-3, TON e TOF – disponíveis nas duas normas;

 Os temporizadores TON, TOF e TP não podem possuir números iguais;

 Com o autómato em RUN, se se desligar a tensão de alimentação, o valor do tempo decorrido dos 64 temporizadores TONR, por defeito, é salvaguardado pelo condensador de alto rendimento ou pilha. No entanto, se através do software de programação for efectuada uma selecção contrária, o valor corrente dos TONR é colocado em 0.

Nos temporizadores TON, TOF e TP, ao desligar-se a alimentação, o valor do tempo decorrido é colocado em zero;

 Quando se altera o modo de funcionamento de RUN→STOP→RUN, o valor do tempo decorrido dos temporizadores não se altera;

 Ao bit de saída do temporizador acede-se em formato de bit e ao valor do tempo decorrido acede-se em formato de palavra;

 O temporizador TONR só se pode inicializar mediante a operação de reset, implicando esta operação os seguintes efeitos:

- Bit de saída do temporizador = Off - Tempo decorrido = 0.

Configuração dos temporizadores com o software Step 7-Micro/Win

Colocado o temporizador na área de desenho das redes de contactos (Network), para efectuar a sua configuração é necessário:

 Indicar o número do temporizador;

(se o número do temporizador introduzido não é válido, no valor da base de tempo aparece “???”)

 Indicar o tempo pré-definido (PT): 0 a 32767 ;

 Indicar o bit onde é guardada a saída (Q);

 Indicar a palavra onde é guardado o valor do tempo decorrido (ET);

 Ligar a entrada de comando IN.

C ONTADORES

Os contadores efectuam a contagem de variáveis internas ou externas; contam as transições de 0 a 1 nas suas entradas de contagem, sendo o valor máximo de contagem, programados de acordo com a norma internacional, 32767.

Os contadores possuem associadas duas variáveis:

 Valor pré-definido: (PV=Preset Value), valor da contagem programado pelo utilizador;

 Valor corrente: (CV=Current Value) regista o valor da contagem do contador.

O valor corrente é comparado com o valor pré-definido e, quando os valores forem iguais, activa-se a saída do contador.

Os autómatos S7-200 disponibilizam três tipos de contadores:

 CTU – Contadores ascendentes (Up);

 CTD – Contadores descendentes (Down);

 CTUD – Contadores ascendentes/descendentes (Up/Down).

CTU – ao aplicar-se um flanco 0-1 na entrada CU, o valor CV é incrementado e, quando atingir o valor PV, a saída Q liga. Se continuarem a ser aplicados impulsos na entrada, a saída permanece ligada, o contador continua a contar, parando quando alcançar o valor máximo de contagem (32767).

Quando se habilita a entrada R o contador carrega o valor corrente (CV) com zero e desliga a saída.

CTD – quando se habilita a entrada de carga (LD), o contador carrega o valor corrente (CV) com o valor pré-definido (PV).

Ao aplicar-se um flanco 0-1 na entrada CD, o valor PV é decrementado e, quando CV atingir o valor zero, a saída Q liga e o contador pára a contagem.

CTUD – ao aplicar-se um flanco 0-1 na entrada CU ou na entrada CD, o contador conta para a frente ou para trás, respectivamente.

A saída QU liga quando o valor corrente (CV) for igual ao valor pré-definido (PV). A saída QD liga quando o valor CV for igual a zero.

Quando se habilita a entrada de carga (LD), o contador carrega o valor corrente (CV) com o valor pré-definido (PV) e liga a saída QU. Quando se habilita a entrada R, o contador carrega o valor corrente (CV) com zero e liga a saída QD.

Na contagem ascendente o contador pára a contagem quando alcança o valor pré-definido (PV),

na contagem descendente quando alcança o valor zero.

Características

Número 256 C0 a C255.

Valor

pré-definido PV Valor, entre 0 e 32767 , que é programado pelo utilizador.

Valor corrente CV

Valor que é incrementado ou decrementado em função das entradas CU e CD. Pode ser lido e testado mas não programado.

E n t r a d a s

Incrementar

(Count Up) CU Incrementa o contador no flanco ascendente.

Decrementar

(Count Down) CD Decrementa o contador no flanco ascendente.

Colocar a zero

(Reset) R Coloca o conteúdo do contador em zero (CV=0).

Carregar

(Load) LD Carrega o contador com o valor de PV (CV=PV).

Saídas

Q Saída dos contadores CTU e CTD.

QU Saída do contador CTUD correspondente ao contador ascendente.

QD Saída do contador CTUD correspondente ao contador descendente.

Notas:

 Não se pode atribuir o mesmo número a dois contadores;

 Com o autómato em RUN, se se desligar a tensão de alimentação, o valor corrente dos contadores, por defeito, é salvaguardado pelo condensador de alto rendimento ou pilha. No entanto, se através do software de programação for efectuada uma selecção contrária, o valor corrente é colocado em 0.

Em cada retoma da alimentação do autómato, os bits dos contadores são sempre colocados em 0.

 Quando se altera o modo de funcionamento de RUN→STOP→RUN, o valor corrente dos contadores não se altera;

 Ao bit de saída do contador acede-se em formato de bit e ao valor corrente acede-se em formato de palavra.

Configuração dos contadores com o software Step 7-Micro/Win

Colocado o contador na área de desenho das redes de contactos (Network), para efectuar a sua configuração é necessário:

 Indicar o número do contador;

 Indicar o valor pré-definido (PV): 0 a 32767 ;

 Indicar os bits onde são guardadas as saídas (Q, QU ou QD);

 Indicar a palavra onde é guardado o valor corrente (CV);

 Ligar a entrada de contagem (CU, CD ou ambas);

 Ligar a entrada R (contador CTU e CTUD);

 Ligar a entrada LD (contador CTD e CTUD).

P ROGRAMAR O A ^UTÓMATO