Simático

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SIMATIC es una serie de controladores lógicos programables y sistemas de automatización desarrollados por Siemens . Introducida en 1958, la serie ha pasado por cuatro generaciones principales, siendo la última la generación SIMATIC S7 . La serie está destinada a la automatización y producción industrial.

El nombre SIMATIC es una marca registrada de Siemens. Es un acrónimo de " Siemens " y "Auto matic ".

Al igual que otros controladores lógicos programables , los dispositivos SIMATIC están pensados ​​para separar el control de una máquina de su funcionamiento directo, de una forma más ligera y versátil que los controles cableados para una máquina específica. Los primeros dispositivos SIMATIC estaban basados ​​en transistores, pensados ​​para sustituir a los relés conectados y personalizados para una máquina específica. Los microprocesadores se introdujeron en 1973, lo que permitió almacenar y utilizar programas similares a los de las computadoras digitales de uso general para el control de máquinas. ^[1] Los dispositivos SIMATIC tienen módulos de entrada y salida para conectarse con las máquinas controladas. Los programas de los dispositivos SIMATIC responden en tiempo real a las entradas de los sensores de las máquinas controladas y envían señales de salida a los actuadores de las máquinas que dirigen su funcionamiento posterior.

Dependiendo del dispositivo y de sus módulos de conexión, las señales pueden ser un valor binario simple ("high" o "low") o más complejos. A medida que se desarrolló la línea SIMATIC, también se admitieron entradas, salidas y cálculos más complejos. Por ejemplo, el SIMATIC 505 podía manejar cantidades de punto flotante y funciones trigonométricas. ^[2]

Siemens ha desarrollado hasta la fecha cuatro líneas de productos:

• 1958: SIMATIC versión G
• 1973: SIMATIC S3
• 1979: SIMATIC S5
• 1995: SIMATIC S7

La línea S5 se vendió en estilos de chasis de 90U, 95U, 101U, 100U, 105, 110, 115, 115U, 135U y 155U. Dentro de cada estilo de chasis, había varias CPU disponibles, con distintas velocidades, memoria y capacidades. Algunos sistemas proporcionaban operación redundante de CPU para un control de confiabilidad ultraalta, como se usa en la fabricación farmacéutica , por ejemplo.

Cada chasis constaba de una fuente de alimentación y una placa base con ranuras para la incorporación de varias placas opcionales. Las opciones disponibles incluían comunicaciones seriales y Ethernet, tarjetas de entrada y salida digitales, placas de procesamiento de señales analógicas , tarjetas de contador y otros módulos de interfaz y función especializados.

Las primeras entradas de la línea S7 se lanzaron en 1994, disponibles en tres clases de rendimiento: S7-200, S7-300 y S7-400. La introducción de SIMATIC S7 también supuso el lanzamiento de un nuevo estándar de bus de campo, Profibus , y el uso pionero de Ethernet industrial para facilitar la comunicación entre dispositivos de automatización. El gran éxito de la familia de CPU S7-300, en particular, ayudó a consolidar el papel de Siemens como uno de los líderes mundiales en tecnología de automatización. Se espera que estas series dejen de fabricarse en 2033. ^[3]

La primera generación de CPU S7 fue reemplazada posteriormente por las S7-1200 y S7-1500, lanzadas en 2012. ^[4] Estos modelos venían con una interfaz Profinet estándar .

Los programas que se ejecutan en dispositivos SIMATIC se ejecutan en entornos de software creados por Siemens. El entorno varía según la línea de productos:

• La línea de productos SIMATIC S5 se programa en STEP 5.
• La línea de productos SIMATIC S7 se programa en STEP 7 (V5.x o TIA Portal). ^[5]

La línea de productos S5 generalmente se programaba con una herramienta de programación de software basada en PC llamada STEP 5. STEP 5 se utilizaba para programación, prueba y puesta en servicio, y para la documentación de programas para PLC S5.

Las versiones originales de STEP 5 funcionaban en el sistema operativo CP/M . Las versiones posteriores funcionaban en MS-DOS y, después, en versiones de Windows hasta Windows XP . La versión final de STEP 5 fue la versión 7.2 (actualizable a la versión 7.23 Hotfix 1 con parches).

Además de STEP 5, Siemens ofreció un paquete de programación de lógica de estados patentado llamado Graph5. Graph5 es un lenguaje de programación secuencial diseñado para usarse en máquinas que normalmente ejecutan una serie de pasos discretos. Simula una máquina de estados en la plataforma S5.

Se lanzaron varios entornos de programación de terceros para el S5. La mayoría emulaba de forma muy similar a STEP 5, algunos agregaban macros y otras mejoras menores, otros funcionaban de forma drásticamente diferente a STEP 5. Uno permitía compilar programas STEP 5 en forma cruzada desde y hacia el lenguaje de programación C y BASIC .

STEP 5 permitió la creación de programación estructurada o no estructurada, desde operaciones AND/OR sencillas hasta subrutinas complejas. Por lo tanto, un programa STEP 5 puede contener miles de instrucciones.

Para mantener la máxima transparencia, STEP 5 ofrece una serie de facilidades de estructuración:

• Técnica de bloques: una secuencia de operación lineal se divide en secciones y se empaqueta en bloques individuales.
• Segmentos: Dentro de los bloques, es posible realizar una estructuración fina programando subtareas en segmentos individuales.
• Comentarios - Es posible añadir comentarios directamente tanto a un programa completo como a bloques o segmentos individuales o instrucciones individuales.

Los programas STEP 5 se pueden representar de tres maneras diferentes:

• Lista de instrucciones (STL) - El programa consiste en una secuencia de códigos mnemotécnicos de los comandos ejecutados uno tras otro por el PLC.
• Diagrama de contactos (LAD): representación gráfica de la tarea de automatización con símbolos del diagrama del circuito.
• Diagrama de bloques funcionales (FBD): representación gráfica de la tarea de automatización con símbolos según DIN 40700/ DIN 40719.

Se pueden utilizar designaciones absolutas o simbólicas para operandos con los tres métodos de representación.

En KOP y FUP se pueden introducir funciones complejas y llamadas a bloques de funciones mediante teclas de función . Se muestran en la pantalla como símbolos gráficos.

Existen varios editores de programas, tanto de Siemens como de otros proveedores. Después de que Siemens dejara de ofrecer soporte, otros proveedores comenzaron a desarrollar una nueva versión de STEP 5 que pudiera ejecutarse en Windows XP o Windows 7.

Hay cinco tipos de bloques disponibles:

• Bloques de organización (OB) - para gestionar el programa de control
• Bloques de programación (PB): contienen el programa de control estructurado según características funcionales u orientadas al proceso.
• Bloques de secuencia (SB): para programar controles secuenciales
• Bloques de función (FB): contienen partes del programa que aparecen con frecuencia y son particularmente complejas
• Bloques de datos (DB): para almacenar los datos necesarios para procesar el programa de control.

Algunos PLC S5 también tienen tipos de bloques FX (bloques de funciones extendidas) y DX (bloques de datos extendidos); estos no son tipos de bloques distintos, sino más bien son otro conjunto de bloques disponibles debido a que la CPU tiene más memoria y espacio de direccionamiento.

El PASO 5 diferencia tres tipos de operaciones:

• Operaciones básicas (por ejemplo, vincular, guardar, cargar y transferir, contar, comparar, operaciones aritméticas, operaciones de módulo): se pueden realizar en las tres representaciones.
• Operaciones suplementarias y funciones complejas (por ejemplo, instrucciones de sustitución, funciones de prueba, operaciones lógicas palabra por palabra, funciones de decremento/incremento y salto). Estas solo se pueden ejecutar en STL.
• Operaciones del sistema (acceso directo al sistema operativo ): Sólo se pueden ejecutar en STL.

El gusano informático Stuxnet ataca específicamente a los PLC SIMATIC S7 a través de su entorno de programación STEP 7.

• Página oficial del producto
• 60 años de historia de SIMATIC
• Hans Berger (2009) [2000]. Automatización con SIMATIC . Wiley. ISBN 978-3-89578-333-3.
• Hans Berger (2011). Automatización con SIMATIC S7-1200 . Wiley. ISBN 978-3-89578-356-2.
• Jürgen Müller (2005). Control con SIMATIC . Wiley. ISBN 978-3-89578-255-8.