En esta lección tu profe Abel va a enseñarte todo lo que necesitas saber sobre las entradas y salidas analógicas en TIA Portal para que puedas utilizarlas en tu PLC Siemens, ya sea un S7-1200 o S7-1500, así que… Al lio! 👇
¿Qué es una Entrada y Salida Analógica en un PLC?
Una entrada analógica en TIA Portal es una parte de un PLC Siemens que le permite leer la magnitud que le proporciona un sensor de medición o sonda. Tales como un sensor de temperatura, presión, humedad, consumo eléctrico… En definitiva, con una entrada analógica, un PLC puede leer una magnitud física determinada proveniente de un sensor para controlar un proceso. Evidentemente, dicho sensor debe estar cableado en una entrada analógica del PLC.
Una salida analógica en TIA Portal es una parte de un PLC Siemens que le permite suministrar cierto voltaje o corriente a un actuador para ponerlo en funcionamiento con un rendimiento determinado. Por ejemplo, una salida analógica puede controlar una válvula proporcional, suministrándole entre 0 y 10V para controlar su porcentaje de apertura entre 0% y 100%, algo bastante útil y muy utilizado sobre todo en controles con PID. Dicho actuador a controlar (válvula, variador de frecuencia, corredera de un compresor…) debe estar cableado a una salida analógica del PLC.
Diferencia entre Entradas y Salidas Analógicas en TIA Portal
La principal diferencia entre entradas y salidas analógicas en TIA Portal es en los módulos, ya que los módulos de salidas analógicas suelen ser genéricos, configuración en tensión o corriente y a funcionar, independientemente del actuador a controlar, sin embargo, los módulos de entradas analógicas, además de ser configurados a tensión o corriente, hay algunos que tienen opciones a configurar en función del tipo de sonda a leer.
Hay módulos de entrada analógica que te permiten configurar su termoresistencia en función de si la sonda es una pt100, pt500, pt1000… Incluso si la temperatura va a ser leída en grados Celsius, Kelvin o Fahrenheit. También hay algunos módulos de entradas analógicas que te permiten configurar si la medición va a ser en tensión o en termopar y que tipo de termopar.
No te preocupes, ahora luego verás ejemplos desde el propio TIA Portal.
¿Cuántas Entradas y Salidas Analógicas tiene el PLC S7 1200?
El PLC S7-1200 tiene dos entradas analógicas integradas las cuales admiten un voltaje de entrada de 0 a 10V con una resolución de 0 a 27648 cuentas. Si no me equivoco, todos los modelos de S7-1200 llevan por defecto dos entradas analógicas, y admiten voltaje, es decir, que no son configurables en modo corriente.
Por otro lado, hay algunos modelos de S7-1200 que, además de dos entradas analógicas, también poseen dos salidas analógicas que funcionan a corriente, en un rango de 0 a 20 mA no configurable. No mucho de mi agrado, las prefiero de 4 a 20 mA para saber cuando hay rotura de hilo, pero bueno, es lo que hay.
¿Qué? Tampoco le puedes pedir tanto a los PLC de gama baja Pelecero!
¿Cómo puedo saber el número de E/S Analógicas según el modelo de S7-1200? Te estarás preguntando. Tranquilo, te lo cuento ya mismo. Tu profe Abel está en todo, para que aprendas requetebien.
Si vas a la opción de Agregar dispositivo, al seleccionar un PLC, fíjate en la descripción, ahí te pone si tiene entradas o salidas analógicas y cuántas. En este ejemplo, puedes ver que la CPU 1212C DC/DC/Rly tiene dos entradas analógicas (AI2 integradas):
Sin embargo, la CPU 1215C DC/DC/DC posee dos entradas analógicas (AI2) y dos salidas analógicas (AQ2) integradas:
Cómo Configurar una Entrada Analógica en TIA Portal
Primero déjame enseñarte como añadir un módulo de entradas analógicas en TIA Portal, que es muy común y a lo largo de tu vida si te dedicas profesionalmente a esto, lo vas a hacer bastante.
Debes irte a configuración de dispositivo y luego a la ventana de la derecha, Catálogo de Hardware, y en la parte de AI (Analog Input), buscar el módulo de entradas analógicas deseado (mira la referencia con el módulo que tengas físicamente, deben ser iguales) y dale doble click, se te añadirá al bastidor de tu PLC:
Ahora, para configurar una carta de entradas analógicas, ya sea la integrada en el PLC o un módulo añadido al bastidor, debes hacer doble click en el PLC para la AI integrada, y en el módulo para la AI añadida, se te desplegará la ventana de propiedades.
En esta ventana, una primera configuración son las direcciones de memoria al PLC (igual que las entradas y salidas digitales) para posteriormente, poder direccionar tus variables analógicas en TIA Portal. Decirte que cada entrada analógica ocupa 4 bytes, y depende de módulos, hay que tienen 2 AI y otros que tienen 4 AI:
En este caso, este módulo de entradas analógicas tiene 4 entradas, y esto lo puedes saber en el número de canales que tiene. Siempre va desde el canal 0 (primera analógica) hasta el último:
En cada canal, es decir, cada entrada analógica, debes configurar si va a medir la magnitud en voltios o en corriente, y al mismo tiempo, especificar el rango. Aquí depende de modelos de analogía, pero suele ser tal que así:
- Voltios: 0 a 10V, 0 a 5V, -5 a +5V, -10 a 10V, y aunque hay otras variantes, lo normal suele ser 0 a 10V o -10 a +10V
- Corriente: 0 a 20 mA y 4 a 20 mA, aunque lo más común y correcto es utilizar entradas analógicas 4-20 mA en s7, para saber cuando hay rotura de hilo.
Hay módulos de entrada analógica específicos para sondas de temperatura como pt100, termopares y demás con configuraciones adicionales, y, también, hay módulos que permiten configurar el número de hilos de la sonda, si está cableada a 2 hilos, 3 hilos… Mírate el vídeo que tienes al principio de esta lección que te lo enseño!
Cómo Configurar una Salida Analógica en TIA Portal
La configuración de salidas analógicas es muy sencillo, ya que solo necesitas saber si funciona a tensión o corriente y el rango. Para añadir un módulo de salidas analógicas en TIA Portal se realiza de la misma forma que te he enseñado mas arriba para entradas analógicas, abres la configuración de dispositivo de tu PLC y vas al catálogo de hardware y buscas la referencia de tu AQ (Analog Output):
Por un lado, debes seleccionar las direcciones de memoria al PLC que vas a utilizar en tus variables analógicas cuando las declares en TIA Portal, esto es algo que debes elegir tu a tu criterio, que no estén ya en uso claro, aunque TIA Portal te lo diría:
Por otro lado, debes configurar cada canal, es decir, cada salida analógica de la carta, si va a ir a tensión o a corriente y especificar el rango. Por cierto, decirte que habrán módulos que no te permitirán seleccionar el rango de trabajo dado que solo tiene uno, y luego, hay módulos (más caros evidentemente) que si te permiten seleccionar el rango.
En el ejemplo que te pongo, es un módulo que en tensión solo funciona de -10 a +10V, y en corriente te permite trabajar de 0 a 20 mA o bien de 4 a 20 mA:
Decirte que hay una funcionalidad muy útil que, en caso de que la CPU pase a STOP, puedes configurar la salida analógica para que mantenga (tensión o corriente, según lo que hayas configurado) o bien el último valor que tuvo mientras el PLC estaba en RUN, o bien un valor fijo:
Para finalizar este post, decirte que para cargar al PLC cualquier cambio en el HARDWARE, ya sea entradas analógicas, salidas analógicas u otra cosa, debes parar la CPU, es decir, ponerla en STOP (al hacer la carga, TIA Portal te lo advertirá).
Esto es muy importante que lo sepas, porque soy consciente de que, en la etapa de estudiante (si, yo también fui estudiante), paras sin miedo el PLC en cualquier momento, y… Esto en la industria, es muy delicado. De hecho, para añadir o modificar hardware, se debe pedir permiso al cliente y, muchas veces, este tipo de actuaciones se hacen en fin de semana (a veces incluso de noche) porque es cuando las fábricas bajan la producción o directamente las paran.
Yep, la vida del programador de PLC, aunque en la empresa adecuada, pagan bien por ello 😉
Todas las semanas, envío contenido de valor a través de mi newsletter.
Concretamente, experiencias propias vividas en fábricas como programador de PLC, cagadas monumentales que he hecho (y más de una buena que me ha caído) y consejos de programación.
Cada semana, píldora de conocimiento nueva. Semana que estás fuera, píldora que te pierdes (y que no volveré a compartir)