S7N2_07_Llamadas a Módulo y Modelo Multiinstancia

Date: 28.04.23File: S7N2_07.1

SIMATIC S7Siemens S.A. 2002. Todos los derechos reservados.

SITRAIN Formación en Automatización y Accionamientos

Llamadas a Módulo y Modelo Multi-instancia

Date: 28.04.23File: S7N2_07.2



Módulos para la Programación EstructuradaModularización deToda la Tarea:

Las tareas parciales se solucionan con sus propios módulos La asignación de parámetros permite el uso flexible

• Ejemplo: Ciclo de taladro con profundidad asignable por parámetro

Reutilización de los Módulos: Los Módulos pueden llamarse tantas veces como se necesite Restricciones:

• no se tiene acceso a direcciones globales• comunicación sólo a través de la lista de parámetros

OB 1

Motor 1

FB1

Válvulas

FB2

Controlador

FB10

FC 5Valorlímite Copia

SFC

. . .

.

.

CALL FB1, DB2 Marcha :=E 0.0 Paro :=E 0.1 Motor_on :=A12.0 Velocidad :=AW14

.

.

FB 1Direc. Decl. Nombre Tipo0.0 in Marcha BOOL0.1 in Paro BOOL2.0 out Motor_on BOOL4.0 out Velocidad INT6.0 stat Veloc_ant INT0.0 temp Calc_1 INT

.

.

.U #MarchaUN #Paro= #Motor_on.

DB 2OB 1

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Visión General de Módulos en STEP 7

Propiedades

Módulo deOrganización (OB)

- interfase para el usuario- prioridades graduadas (0 a 27)- información de inicio específica en la pila de datos locales

Tipo de Módulo

Módulo de Función (FB) - parametrizable (los parámetros pueden asignarse en una llamada)- con (rellamada) memoria (variables estáticas)

Función (FC) - parametrizable (los parámetros deben asignarse en la llamada)- básicamente sin memoria (sólo variables temporales)

Bloque de Datos (DB) - almacenamiento estructurado de datos locales (DB de instancia)- almacenamiento estructurado de datos globales (válido en todo el programa)

Módulos de Funcióndel Sistema (SFB)

- FB (con memoria) guardado en el sistema operativo de la CPU y llamable por el usuario

Función delSistema (SFC)

- función (con memoria) guardada en el sistema operativo de la CPU y llamable por el usuario

Bloques de Datosdel Sistema (SDB) - bloque de datos para datos de configuración y parámetros

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Declaración de Parámetros en Funciones y Módulos de Función

"Motor"EN ENO

Marcha

Dir. Decl. Nombre Tipo Valor inicial ...0.0 in Marcha BOOL FALSE0.1 in Paro BOOL TRUE2.0 in Velocidad INT 02.0 out Motor_on BOOL FALSE8.0 out Consigna INT 010.0 inout EMER_OFF BOOL FALSE... stat ... ... ...... temp .. ... ...

Consigna

EMER_OFF

Motor_onParoParámetros

de entrada

ParámetrosIn/Out

Parám.de Salida

Los parámetros son canales para transferir información: Parámetros de Entrada (In):

Llamante -> Módulo Parámetros de Salida (Out):

Módulo -> Llamante Parámetros E/S (In/Out):

Llamante <-> Módulo

Los parámetros forman la "carcasa" de un módulo:

Los parámetros están en la sección de código como variables "locales" Los parámetros pueden tener cualquier tipo de dato

Comprobación del tipo de dato durante la llamada Excepción: POINTER, ANY

La interfase de Llamada es independiente del lenguaje Se pueden mezclar lenguajes del PLC

Velocidad

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Propiedades de las Funciones

Módulos parametrizables: tantos parámetros de entrada, salida, y entrada/salida como se

necesiten. sin memoria, p.e. sólo variables temporales

Según IEC 61131-3: tantos parámetros de entrada como sean necesarios sólo un parámetro de salida RET_VAL sin acceso a variables globales y direcciones absolutas con los mismos parámetros de entrada devuelven el mismo resultado

Amplían el juego de instrucciones del procesadorEjecucióndel programa

CALL FC 10On_1 := E 0.1On_2 := E 0.2Off := A8.0

Function FC10

in On_1 BOOLin On_2 BOOLout Off BOOL...

...U #On_1U #On_2= #Off...

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Mecanismo de Paso para Tipos de Datos Simples

OB1 Función FC10

Ejecucióndel programa

CALL FC10On_1 := E 0.1On_2 := E 0.2Off := A8.0

in On_1 BOOLin On_2 BOOLout Off BOOL...

...U #On_1U #On_2= #Off...

OB1

BLD 1= L 20.0UC FC 10

P#E 0.1P#E 0.2P#A 8.0

BLD 2

1 0 0 1 0 0 1 0...

EB0

Parámetros simples actuales en: el área de direcciones de

marcas la imagen de proceso Pila L stack del llamante

Parámetro del módulo

Parámetroactual

Parámetro formal

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Llamada a Función con Tipos de Datos Compuestos

Ejemplo: Pasar un ARRAY a una Función

DB5 "Temperatura"

FC21

La asignación de los parámetros sólo es posible simbólicamente

Segm. 1: Val_Med se declara como un array en FC21

CALL FC 21 Val_Med:="Temperatura".secuencia

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Características de las Llamadas a Función

Instrucción CALL La instrucción es una Macro

El contenido del registro puede ser sobreescrito, incluso los registros DB Precaución en la interpretación del contenido de la pila B Después de la llamada, puede abrirse otro DB El tiempo de procesamiento para CALL depende del número y la posición de

memoria de los parámetros actuales La instrucción CALL asegura que los parámetros de módulo son provistos

correctamente con datos actuales Ejemplo:

CALL FC10On_1 := E 0.1On_2 := E 0.2Off := A 8.0

Instrucción de llamada UC y CC Llamada a módulo independiente del RLO (UC) o dependiente del RLO (CC)

Ejemplos: UC FC20 ó CC FC20 sólo se pueden usar cuando la FC no tiene parámetros

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FB 5

in Marcha BOOLin Paro BOOLout Motor_on BOOLout Velocidad INTstat ...Temp...

...U #MarchaUN #Paro= #Motor_on...

Propiedades de los Módulos de FunciónMódulos parametrizables:

conforme a IEC 61131-3 tantos parámetros de entrada, salida y entrada/salida como se necesiten con memoria, es decir, no sólo variables temporales sino también estáticas Llamada con área de datos propia (instancia) “Encapsulación de datos"

Aplicación: Funciones de temporización y contadores Unidades de control de procesos con estados internos

calderas motores, válvulas, etc.

CALL FB5, DB16 Marcha :=E 0.0 Paro :=E 0.1 Motor_on :=A8.0 Velocidad:=AW12

0.0 Marcha BOOL0.1 Paro BOOL2.0 Motor_on BOOL4.0 Velocidad INT

DB 16Motor

Date: 28.04.23File: S7N2_07.10



Formación de Instancias de los Módulos de Función

Motor_1

FBx

+

DBy

Datos delestado del Motor_1

Algoritmospara control

OB, FB o FC

CALL FBx, DBy ... ...

Llamada a FB con DB de Instancia

CALL #Motor_1.CALL #Motor_2

DBx

...stat Motor_1 FBxstat Motor_2 FBx

Datos del estado para el Motor_2

Datos del estado par el Motor_3

FBx

Instancia del FB

Algoritmospara control

FB

Motor_2

Motor_3

Declaración dentro de FBs (Multiinstancias)

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Paso de Parámetros en una Llamada a FB

OB1 FB10

Ejecución delPrograma

CALL FB10, DB16Marcha :=E 0.4Paro :=E 0.0Motor_on :=A8.1Velocidad :=AW12

0.0 in Marcha BOOL0.1 in Paro BOOL2.0 out Motor_on BOOL4.0 out Velocidad INT...

...U #MarchaUN #Paro= #Motor_on...

BLD 3= L 24.0TDB AUF DI 16TAR2 LD 20U E 0.4= DIX 0.0U E 0.0= DIX 0.1LAR2 P#DBX 0.0UC FB 10LAR2 LD 20U DIX 2.0= A 8.1L DIW 4T AW 12TDB BLD 4

1 0 0 1 0 0 1 0...

EB0 1 0 0 1 0 0 1 0

AB8

DB16.. .. .. .. .. .. 0 1

.. .. .. .. .. .. .. ..

.. .. .. .. .. .. .. 1

1

2

3

. . .

Parámetro de módulo

ParámetroActual

Parámetroformal

. . .

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Llamada a FB con Tipos de Datos CompuestosEjemplo: Paso de un ARRAY a un Módulo de Función

FB17

La asignación de parámetros compuestos sólo es posible simbólicamenteSegm. 1:

CALL FB 17, DB 2 Medida_1 :=“Temperatura".Cilindro

Suma_1 :=MD20 Suma_2 :=MD30

Medida_2 :=“Temperatura".Eje

DB2 “Temperatura"

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Características de las Llamadas a Módulos de FunciónPaso de parámetros “por valor" (Copiando el Valor):

Asignación del parámetro del FB en una llamada CALL: Los parámetros del FB no tienen que ser asignados La asignación y "des-" asignación puede tener lugar desde “afuera"

p.e.: directamente desde el Panel de Operador Excepción: los parámetros de entrada/salida del tipo de datos compuesto (STRUCT, ARRAY, STRING y DATE_AND_TIME)

Inicialización: Los parámetros del FB pueden inicializarse en la declaración Excepción: los parámetros de entrada/salida del tipo de datos compuesto (STRUCT, ARRAY, STRING y DATE_AND_TIME)

El acceso a los parámetros formales tiene lugar internamente usando los registros DI y AR2 Si se sobreescriben los registros DI o AR2, ya no será posible el acceso a los datos de instancia

Instrucción de llamada adicional UC y CC Ejemplos: UC FB20 ó CC FB20 sólo utilizables si el FB no tiene datos de instancia (parám. + variables estáticas)

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Tanque principal

Sensor debotellasE 16.6



A 9.0 Embudo

Ejercicio 7: El Modelo de Transporte en una Planta Embotelladora

A 20.5 Cinta hacia delanteA 20.6 Cinta hacia atrás

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Ejercicio 7.1a: Planta Embotelladora - Selección del Modo

Planta ON/OFFE 0.0: Marcha (NA, pulsador)E 0.1: Paro (NC)A8.1: Planta_onModo Manual/AutomáticoE 0.4: Automático/ManualE 0.5: Aceptar modoA8.2: Modo manual seleccionadoA8.3: Modo automático seleccionado

FB15: "Selección del modo"

ENMarcha Planta_onParo MF_ManAuto_Man MF_AutoAceptar_MF ENO

DB15

. . . E 0.0E 0.1 E 0.4E 0.5

A8.1A8.2A8.3

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Ejercicio 7.1b: Planta Embotelladora - Cinta Transportadora

Modo manualE 0.2: Avance adelanteE 0.3: Avance atrásA20.5: Cinta hacia delanteA20.6: Cinta hacia atrásModo automáticoE 16.6: Sensor: Lugar de llenadoE 16.7: Sensor: Contador de botellasA9.0: Llenado activoAW12:: Visualización de botellas llenas

FB16: “Control Cinta Transportadora"

ENMF_Man MF_Auto Cinta_adelAv_adel Cinta_atrasAv_atrás Llenado_activoSensor_llenado Botellas_llenasSensor_llena ENO

A20.5A20.6A9.0AW12

DB16

. . . A8.2A8.3E 0.2E 0.3E 16.6E 16.7

Date: 28.04.23File: S7N2_07.17



Estructura del Modelo Multiinstancia

FB10

Datos parael taladro

DB de instancia del FB10

CALL Taladro.CALL Motor_1.CALL Motor_2

DB10

...stat Taladro FB1stat Motor_1 FB2stat Motor_2 FB2

Datospara el Motor_1

Datospara el Motor_2

FB1

FB2

Algorit-mospara eltaladro

Controlde un motor

p.e. OB1

.CALL FB10,DB10.

Date: 28.04.23File: S7N2_07.18



Programación Orientada a Objeto usando Multiinstancia

Prensa_2Prensa_1

Transportador

Ejemplo: Línea de prensas

División tecnológicaDivisión técnica delprograma con la ayudade instancias de FB

FB: “Línea de prensas"

FB: #Transportador

FB: #Prensa_1

PrensaCarenado

FB: #Prensa

FB: #Carenado

FB: #Prensa_2

FB: #Prensa

FB: #Carenado

Date: 28.04.23File: S7N2_07.19



Implementación de una "Línea de prensas" en STEP 7

FB10:“Línea de prensas"


CALL #Prensa_1.CALL #Prensa_2.CALL #Transporte

DB10

...stat Prensa_1 FB1stat Prensa_2 FB1stat Transporte FB2...

FB1:“Prensa"...stat Prensa FB4stat Carenado FB5...

CALL # Prensa.CALL #Carenado

...stat Prensa FB4stat Carenado FB5...

CALL # Prensa.CALL #Carenado

...

...

FB2: “Transporte"

FB4:“Prensa"

FB5:“Carenado"

CALL FB10, DB10

OB1

FB1: "Prensa"

FB4:“Prensa"

FB5:“Carenado"

Datos para Prensa_1

Datos para Transporte

Prensa_1. Carenado

Prensa_2. Prensa

Prensa_2. Carenado

Datos para Prensa_2

Datos del FB10

Prensa_1. Prensa

Date: 28.04.23File: S7N2_07.20



Propiedades del Modelo MultiinstanciaBeneficios del Modelo Multiinstancia:

Sólo se necesita un DB para varias instancias No es necesaria una gestión adicional en el establecimiento de las áreas

de datos "privadas" para las instancias respectivas El modelo multiinstancia hace posible un “estilo de programación

orientado al objeto“ (reutilización por medio de la "Agregación") Máxima profundidad de anidamiento 8

Requisitos para los FBs: No es posible el acceso directo (E, A) a las señales del proceso dentro del

FB El acceso a las señales de proceso o la comunicación con otras unidades

de proceso sólo puede tener lugar usando parámetros de los FB El FB sólo puede recordar estados de proceso en sus variables estáticas,

no en DBs globales o en marcas

Nota: Sólo se puede acceder a los datos de instancia desde “afuera"

p.e. en el OB1: L “Línea de prensas".Prensa_2.Prensa.<NombreVar>

Date: 28.04.23File: S7N2_07.21



Ejercicio 7.2: La Maqueta de Transporte de una Línea de Montaje

"H4"LED

Interruptores de proximidad "INI1", "INI2", "INI3" Barrera de luz

“BL1"

"S4"Interruptor de acuse

Secuencia de procesamiento para la estación de trabajo

Procesar la pieza Procesamiento finalizado Colocar la pieza en la cinta Esperar pieza no procesada Coger pieza no procesada de la cinta

Secuencia de procesamiento para la cinta transportadora

Esperar pieza terminada Transporte a montaje final Montaje final, insertar pieza no procesada Transportar hasta estación

"S1", "S2", "S3"Interruptores de acuse

"H1", "H2", "H3"LEDs

Date: 28.04.23File: S7N2_07.22



Ejercicio 7.2a: Estructura de Programa para una Estación de Trabajo

División Técnica del Programa

Transporte

Estación_1 Estación_2 Estación_3

OB1

CALL FB1, DB1......

CALL FB2, DB2

FB1: “Estación"

Inicial LEDInt_proxim Pet_transpAcuse Bit_ciclico_rBit_ciclico_lCinta_ocup

DB1

M10.1"S1"

"INI1"E 0.0 "H1"

DB2FB2: "Transporte"

Inicial LEDBarrera_Luz Cinta_dchAcuse Cinta_izqPet_transpBit_ciclico

"H4"

"K1_CINTD""K2_CINTI"

E 0.0"BL1""S4"

M10.1

M10.3

Date: 28.04.23File: S7N2_07.23



Cómo Trabaja el FB1 "Estación"

FB1: “Estación"

Coger pieza_de cinta:

El LED parpadearápidamente

Pieza acabada:El LED parpadea

lentamente

Procesar_pieza:

El LED estácontinuamente

encendido

Parámetros IN: Data type:Inicial BOOLInt_proxim BOOLAcuse BOOLBit_ciclico_r BOOLBit_ciclico_l BOOLParámetros OUT:LED BOOLPet_transp BOOLParámetro I/O:Cinta_ocup BOOLVar. Stat.:Estado STRUCT

Procesar_pieza BOOLPieza_acabada BOOLColocar_pieza_en_cinta BOOLEsperar_pieza BOOLCoger_pieza_de_cinta BOOLEND_STRUCT

Diagrama de estados:

U Acuse

UN Int_proximU Pet_transp

Declaraciones en FB1:

Esperar_pieza:El LED

está apagado

Colocar pieza en cinta:

El LED parpadea

rápidamente

UN Cinta_ocup

UInt_proxim

UN Int_Proxim

U InicialFP ...

Date: 28.04.23File: S7N2_07.24



Cómo Trabaja el FB2 "Transporte"

Cinta_izquierdaEl LED

parpadea

Cinta_derechaEl LED

parpadea

U #Pet_transp

EsperaEl LED

está apagado

UN #Pet_transp

UN #Barrera_LuzMontaje

El LED está continuamente

encendido

U #Acuse

Diagrama de estados: Interfase del FB2:

Parámetros IN: Data type:Inicial BOOLBarrera_Luz BOOLAcuse BOOLPet_transp BOOLBit_ciclico BOOLOUT Parameters:LED BOOLCinta_dch BOOLCinta_izq BOOLVar. Stat.:Estado STRUCT

Espera BOOLCinta_derecha BOOLMontaje BOOLCinta_izquierda BOOLEND_STRUCT

FB2: "Transporte" U InicialFP ...

Date: 28.04.23File: S7N2_07.25



Exercise 7.2b: Ampliación a 3 Estaciones

FB10

Datos paraEstación_1


CALL Estación_1CALL Estación_2CALL Estación_3

CALL Transporte

DB10

...stat Estación_1FB1stat Estación_2FB1stat Estación_3FB1stat TransporteFB2

Datos para Transporte

FB1

FB2

OB1

.CALL FB10,DB10.



Date: 28.04.23File: S7N2_07.26



Interconexión de Parámetros de Módulos

#Estación_1Initial LEDInt_proxim Pet_transpAcuse Bit_ciclico_rBit_ciclico_lCinta_ocup

"BL1"

#Transporte

Inicial LEDBarrera_Luz Cinta_dchAcuse Cinta_izqPet_transpBit_ciclico

"H4"

"K1_CINTD""K2_CINTI"

E 0.0

"S4"

M10.1

M10.1"S1"

"INI1"E 0.0 "H1"

#Station_2 "H2"

#Station_3 "H3"

FB10: "Línea montaje"

DB10: "DB_Línea_montaje"

M10.3

#Estación_2Inicial LEDInt_proxim Pet_transpAcuse Bit_ciclico_rBit_ciclico_lCinta_ocup

M10.1"S2"

"INI2"E 0.0

M10.3

#Estación_3Inicial LEDInt_proxim Pet_transpAcuseBit_ciclico_rBit_ciclico_lCinta_ocup

M10.1"S3"

"INI3"E 0.0

M10.3

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