Los contadores de horas de funcionamiento (run-time meters) de los S7-300/400

Los PLC de Siemens de las series S7-300 y S7-400 (y también el WinAC) vienen equipados con contadores de horas de funcionamiento (CHF). Se trata de temporizadores con una resolución mínima de una hora, aunque su formato no es como un temporizador Simatic: se almacenan en enteros con signo de 16 ó 32 bits y puede haber uno o varios, dependiendo del modelo de PLC. Por ejemplo, un PLC 313C-2DP viene equipado con uno de 32 bits, el WinAC tiene ocho de 16 bits, etc.

En la información del módulo del PLC 313C-2DP podemos ver su contador de horas de funcionamiento:


Ocho contadores de horas de funcionamiento de un sistema WinAC:


Si los CHF son de 16 bits podemos contabilizar como máximo 32 727 horas, que son unos 3,7 años, lo cual puede quedarse corto, problema que no existe con los de 32 bits. Podemos usarlos para, por ejemplo, contabilizar las horas que está el PLC en funcionamiento, las horas que está funcionando en modo automático o, lo que en mi opinión sería su uso más lógico, saber las horas de trabajo efectivo de la máquina.

Contando en Step7

En mis programas de Step7 siempre he hecho un uso muy escaso de las funciones integradas de contaje. De hecho, cuando necesito contar, suelo recurrir a hacer mi propio contador ad hoc. En mi opinión, las instrucciones de contaje Simatic no resultan muy útiles, tienen su propio formato en BCD y su mayor limitación reside en su limitado rango de contaje, de 0 a 999. Si necesitamos contar más siempre se pueden encadenar dos o más contadores, pero no es muy práctico tener un contador repartido entre varias variables.

Otra opción que tenemos es utilizar contadores según la norma IEC 1131–3, que en Step7 están implementados como bloques de función de sistema (SFB) en la biblioteca Standard Library, bajo el apartado System Function Blocks. El SFB0 "CTU" sirve para contar hacia adelante, el SFB1 "CTD" para contar hacia atrás y el SFB2 "CTUD" para contar en ambos sentidos. El tipo de variable de contaje es un entero de 16 bits con signo (INT) lo que nos da un rango entre -32 768 y 32 767. En la ayuda de Step7 vienen perfectamente documentados. Aunque este rango nos permite un mayor juego, se me antoja que para muchos posibles usos se queda corto. Por ejemplo, una aplicación típica sería un contador de piezas en una máquina: es habitual llevar la cuenta de piezas buenas y piezas malas, la cantidad de piezas procesadas según su referencia, etc. Y ciertamente en una aplicación así el rango de contaje podría ser mayor, con la posibilidad de contar, dependiendo de la máquina, incluso millones.

No existe en Step7 un contador que tenga un rango de 32 bits, o por lo menos yo no he encontrado ninguna referencia, así que tengo mi propio bloque de función (FB) que uso para poner contadores de piezas en mis máquinas. Está programado en AWL y el código es muy sencillo:

La protección KNOW HOW de Step7

Es habitual en los proyectos de Step7 que ciertos bloques de programa estén protegidos, sobre todo si usamos bloques de bibliotecas de Siemens. Por ejemplo, los bloques que entrega Siemens para manejar una CP340 están protegidos:


Si intentamos abrirlos nos saldrá el mensaje:


Estos bloques tienen activada la protección KNOW HOW y tan solo nos permite ver la interfaz del bloque (parámetros IN, OUT e IN/OUT) y su comentario general. Sin embargo, el código del bloque, las variables estáticas y temporales, y los comentarios de los segmentos son inaccesibles.

Nosotros también podemos proteger nuestros bloques de programa. En la página web de Siemens está explicado, el procedimiento es sencillo y voy a poner un ejemplo.

Temporización en Step7 sin usar temporizadores SIMATIC

El número de temporizadores SIMATIC que tenemos disponibles programando en Step7 está limitado, depende de cada modelo de PLC. Por ejemplo, para un 312C tenemos 128 temporizadores, para un 313C-2DP son 256, etc. Esto es suficiente para la mayoría de las aplicaciones, pero puede ocurrir que necesitemos más. Como solución existen varias alternativas. Una sería usar temporizadores según la norma IEC, que en Step7 vienen implementados como funciones del sistema integradas (SFB). Dicha norma define dos tipos de temporizadores, TON y TOF, que no son más que un retardo a la conexión (SFB4) y retardo a la desconexión (SFB5), respectivamente. Para utilizarlos los tenemos disponibles en la biblioteca 'Standard library', bajo 'System Function Blocks'. Podemos usar tantos como queramos, pero teniendo en cuenta que para cada temporizador será necesario declarar un bloque de datos (DB) de instancia, lo cual ocupa memoria (58 bytes por cada temporizador exactamente).


Estos temporizadores no usan el formato de tiempo S5TIME propio de Step7, sino que usan el formato TIME según la norma IEC. Este formato no es más que un entero doble con signo (32 bits) donde se almacena el tiempo en milisegundos. Para saber más sobre su funcionamiento, en la ayuda de Step7 vienen perfectamente documentados.

Pero existe otra opción para realizar temporizaciones. En Step7 tenemos la función del sistema SFC64 TIME_TCK (time tick), con la que se puede leer el cronómetro del sistema de la CPU. Esto nos da la opción de construir nuestro propio temporizador a medida y es lo que voy a hacer a continuación.

Temporización discontinua en Step7

Supongamos que tenemos que controlar la dosificación de un líquido que debe producirse durante un tiempo preciso. Además, existe una barrera que, al interrumpirse, bloquea la salida del líquido y, al liberarse, debe seguir dosificando el tiempo restante. Está claro que hay que usar un temporizador. En Step7 existen cinco clases de temporizadores:

S_IMPULS ó SI -> Impulso
S_VIMP ó SV -> Impulso prolongado
S_EVERZ ó SE -> Retardo a la conexión
S_SEVERZ ó SS -> Retardo a la conexión con memoria
S_AVERZ ó SA -> Retardo a la desconexión

Cada temporizador tiene dos instrucciones posibles para lanzarlo: la corta (SI, SV, ...) en la que simplemente especificamos el tiempo de temporización y la larga (S_IMPULS, S_VIMP ...), en la que además podemos parametrizarlo.

Modificar datos en recetas a través de scripts en WinCC Flexible

En los paneles de operador de Siemens (si exceptuamos los paneles más sencillos) tenemos la posibilidad de programar nuestras propias funciones en Visual Basic Script. Esto nos permite una gran flexibilidad a la hora de plantear nuestras aplicaciones, incluso permitiendo liberar al PLC de ciertas operaciones complejas usando el panel como apoyo de cálculo.

Desde un script tenemos acceso a la tabla de variables, a los objetos, a las funciones pre programadas e incluso a otros scripts. La programación es muy cómoda ya que el editor del WinCC Flexible es muy completo, con sintaxis coloreada, asistente de funciones y plantillas de código. Tal y como viene explicado en la ayuda:

Para crear scripts pulse <Ctrl><Espacio> y compruebe la amplia variedad de funciones. Escriba scripts utilizando funciones del sistema o el modelo de objetos. El objeto HMI Runtime permite acceder fácilmente al sistema. Para seleccionar una referencia de objetos pulse <Alt><Flecha derecha>. Puede crear scripts complejos con elementos del lenguaje de programación VBScript y acceder directamente a las variables a través de los nombres, p.ej. variable = 5.

En mi caso se me planteó la siguiente situación: en una máquina existe una receta donde se almacenan diferentes cotas para situar un eje durante el montaje de una pieza. Estas cotas son diferentes para cada referencia de trabajo (piezas diferentes) y están referidas al punto de apoyo de la pieza en la máquina. El cliente ha estado usando la máquina durante un tiempo y llevaba creadas más de 50 referencias. Por imperativo de diseño es necesario variar el punto de apoyo de todas las piezas, con lo que todas las cotas almacenadas deben ser modificadas en una cantidad fija. Además se prevé que en un futuro el punto de apoyo pueda volver a cambiar. Modificar las cotas para todas las referencias a mano sería una posibilidad, pero para hacerlo más fácil podemos echar mano de un script.