C135 PCS 7 (PCS7)
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Cómo disparar automáticamente secuencias de inicio en cascada en tipos SFC de PCS 7

Para activar el inicio automatizado de una instancia secundaria del tipo SFC (Sequential Function Chart) al completarse o producirse una transición de paso específica de un tipo SFC primario en SIMATIC PCS 7, debe interconectar las salidas de estado de la instancia primaria con las entradas de control de la instancia secundaria en el diagrama CFC. En operaciones por lotes (batch) secuenciales y continuas multifase, la ejecución en cascada se controla mediante los parámetros de control estándar del tipo SFC: habilitar los comandos automatizados a través de ENSTART := 1 y enviar un pulso al disparador de ejecución START := 1 cuando la secuencia maestra entra en el paso objetivo o activa su salida de estado COMPL (Completed). Esto garantiza una progresión de fase determinista sin requerir intervención manual del operador ni coordinación externa de recetas.

Índice de contenidos

Arquitectura de funcionamiento y lógica de estados de los tipos SFC

En SIMATIC PCS 7, los diagramas de funciones secuenciales (SFC) gestionan procedimientos de procesos secuenciales basados en estados (por ejemplo, limpieza CIP de recipientes, perfiles de calentamiento de reactores, fases de transferencia de productos):
* Diagramas SFC frente a Tipos SFC: Mientras que los diagramas SFC son programas individuales independientes, los tipos SFC son plantillas secuenciales estandarizadas y reutilizables que se instancian en CFC con bloques de datos de instancia dedicados y faceplates de la OS.
* El modelo de estados ISA-88: Cada tipo SFC se ajusta al modelo de estados estándar internacional ISA-88 / NAMUR:
- Idle -> Starting -> Running -> Completing -> Completed.
- Estados de excepción: Holding, Held, Aborting, Aborted, Stopping, Stopped.
* Coordinación autónoma: En operaciones de múltiples unidades, la Fase 1 (por ejemplo, agitación y calentamiento) debe activar automáticamente la Fase 2 (por ejemplo, dosificación) cuando se cumplan criterios físicos específicos, sin requerir que un operador haga clic en el faceplate de WinCC.

Parámetros de control para la ejecución automatizada: ENSTART y START

Cada instancia de bloque de tipo SFC expone un conjunto estandarizado de entradas de control y salidas de estado en el editor CFC:

Nombre del parámetroDirecciónTipoFunción en el control de secuencias en cascadaENSTARTEntradaBOOLHabilitación de inicio: Cuando está en TRUE, permite que la instancia SFC acepte comandos de inicio automatizados.STARTEntradaBOOLDisparador de inicio: Un flanco positivo (0 -> 1) transiciona el SFC de Idle a Starting.AUTOEntradaBOOLEstablece el modo operativo del SFC en Automático (controlado por la lógica de programa interconectada).MANUALEntradaBOOLEstablece el modo operativo del SFC en Manual (controlado por el operador mediante el faceplate).READY_TCSalidaBOOLListo para iniciar: Indica que la instancia SFC se encuentra en el estado Idle con los enclavamientos correctos.COMPLSalidaBOOLCompletado: Se activa a TRUE cuando la secuencia alcanza el paso final y entra en el estado Completed.

Estrategias de en cascada: Disparadores basados en pasos frente a basados en estados

Dependiendo de los requisitos del proceso, los ingenieros implementan dos patrones de cascada:

Patrón 1: Protocolo de enlace basado en estados (disparador de fin de secuencia)

El segundo SFC se inicia solo después de que el primer SFC completa todo su ciclo de ejecución:
* SFC1.COMPL envía un pulso a SFC2.START.
* SFC1 está configurado para reiniciarse automáticamente desde Completed de vuelta a Idle a través del parámetro AUTORST := 1, preparándose para ciclos futuros.

Patrón 2: Disparador basado en pasos a mitad de secuencia (superposición paralela)

El segundo SFC se inicia mientras el primer SFC todavía está en ejecución activa (por ejemplo, encender un ventilador de extracción cuando un horno de calefacción alcanza los 200 °C en el Paso 3):
* Una marca booleana característica dentro del Paso 3 de SFC1 activa una salida dedicada (por ejemplo, Step3_Active).
* Esta salida alimenta un generador de pulsos (PULSE_P) que dispara SFC2.START.

Método: Flujo de trabajo de interconexión CFC paso a paso

Para configurar la ejecución automática en cascada entre dos instancias de tipos SFC:

  1. En SIMATIC Manager, abra el diagrama CFC que contiene las dos instancias de tipos SFC (por ejemplo, SFC_Dosing y SFC_Reaction).
  2. Configure los modos de operación:
    - Conecte un TRUE estático (o señal Auto central de planta) a AUTO en ambas instancias.
    - Configure ENSTART := TRUE en ambas instancias.
  3. Configure la interconexión en cascada:
    - Si se inicia tras la finalización: conecte la salida SFC_Dosing.COMPL a la entrada SFC_Reaction.START.
    - Asegure una comprobación de seguridad de enclavamiento: enrute la señal de inicio a través de un bloque AND con SFC_Reaction.READY_TC para verificar que la segunda unidad esté físicamente inactiva y lista.
  4. Evite el bloqueo continuo del disparador:
    - La entrada START requiere un flanco de subida (0 -> 1). Si COMPL permanece activo de forma continua, SFC_Reaction no se reiniciará en ciclos posteriores. Inserte un bloque de pulsos estándar (PULSE_P con un tiempo de pulso de T#1s) o configure SFC_Dosing.AUTORST := 1 para garantizar que COMPL vuelva a FALSE tras la transición.
  5. Compile los diagramas CFC y compile la OS.

Verificación

Para verificar que el inicio automático en cascada opera sin problemas:

  1. En el editor CFC, abra ambas instancias de tipos SFC en modo de prueba online.
  2. Verifique que ambas instancias reporten Mode: Auto y State: Ready / Idle.
  3. Inicie la primera instancia SFC (SFC_Dosing) mediante un comando de prueba o un disparador de operador simulado.
  4. Observe la progresión de la secuencia:
    - Monitoree SFC_Dosing a medida que transiciona a través de los pasos de ejecución activos.
    - Cuando SFC_Dosing alcance el paso final, verifique que COMPL se active a TRUE.
  5. Observe SFC_Reaction:
    - Confirme que, en un ciclo de CPU, SFC_Reaction transiciona de Idle a Starting y luego a Running.
    - Confirme que la segunda secuencia ejecuta todos los pasos de fase definidos sin detenerse.

Limitaciones y precauciones operativas

  • Requisito de detección de flancos: Nunca aplique una señal TRUE estática continua al parámetro START. Los tipos SFC requieren un flanco de señal positivo para iniciar una transición de estado. Un TRUE estático evita que el bloque registre futuras solicitudes de inicio.
  • Manejo de estados de excepción: Si SFC1 se pone en pausa (hold) o se aborta debido a un disparo de planta, asegúrese de que se ordene a SFC2 pausarse o abortarse. Interconecte SFC1.HELD y SFC1.ABORTED a SFC2.HOLD y SFC2.ABORT para mantener una parada sincronizada.
  • Coordinación con SIMATIC BATCH: Si la planta ejecuta SIMATIC BATCH, no utilice interconexiones CFC programadas rígidamente para encadenar tipos SFC. SIMATIC BATCH gestiona la progresión de las fases de recetas a nivel de supervisión; el cableado cruzado manual en CFC entra en conflicto con la asignación de recetas de BATCH.

Preguntas frecuentes del ingeniero

¿Por qué mi segundo SFC no arranca aunque START esté recibiendo una señal?
El segundo SFC ignorará START si ENSTART está en FALSE, si la instancia no se encuentra en el estado Idle, o si un enclavamiento de operación (INTLOCK) está activo.

¿Puede un operador detener manualmente un tipo SFC que se ejecuta en modo Automático?
Sí. Los operadores pueden emitir comandos de parada (Stop), pausa (Hold) o aborto (Abort) desde el faceplate SFC de WinCC en cualquier momento, independientemente de si la secuencia se inició de forma automática o manual.

¿Cuál es la función del parámetro AUTORST en los tipos SFC?
Cuando AUTORST := 1, el SFC transiciona automáticamente del estado Completed de vuelta a Idle sin requerir un comando de reinicio explícito, dejándolo listo inmediatamente para la siguiente ejecución.

Referencias técnicas

  • Siemens Industry Online Support Entry ID 109742323: SIMATIC Process Control System PCS 7 SFC for S7 Manual
  • SIMATIC PCS 7 SFC Visualization and Engineering Manual (Document No. A5E02779836)
  • Siemens Industry Online Support Entry ID 109809264: ISA-88 State Model Implementation in SIMATIC PCS 7

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