jueves, 17 de octubre de 2013

Redes de Comunicación----Conexión Serie PLC's "OMRON"

El objetivo de esta actividad es realizar, mediante conexión serie y empleando uno de los protocolos propietarios de Omron, una transferencia de datos entre los dos PLC´s. 

PROCESO

a)  Identificar los diferentes puertos de comunicaciones de cada PLC
b)  Conectar mediante el cable adecuado los equipos a través del puerto correspondiente.
c)  Crear un proyecto nuevo donde figuren los equipos que vamos a instalar en la red. Configurar correctamente los puertos de comunicaciones
d)  La comunicación consistirá en:

·    Al pulsar una entrada en el PLC 1 mandaremos tres números al PLC 2  
 Primer número = 31, Segundo número = 210, Tercer número = 89

·       El PLC 2 recibirá la información, y reflejará el tercer número en su salida. A su vez, al activar una entrada del PLC 2, se encenderán todas las salidas del PLC 1 durante 5 segundos.

Comprobar que la información se transfiere desde un PLC hasta el otro.


INTRODUCCIÓN:


Los autómatas Omron disponen de una serie de puertos que varían según los modelos. De los que se disponen en la Escuela, tenemos:

- El autómata CPM1A, tiene incorporado un puerto de periféricos, que se emplea para conectar dispositivos de programación tales como consolas de programación, o un PC con Cx-Programmer a través de un dispositivo de conversión a RS-232C.

En el equipo CQM1H posee dos puertos, un puerto de periféricos, que se emplea para conectar, al igual que el CPM1A, una consola de programación, y un puerto RS-232C integrado en la CPU que se puede utilizar para conectar dispositivos distintos de la consola de programación.

- Los equipos CP1L disponen de puertos USB, al igual que slots de expansión para la conexión de puertos serie RS232.


Como existen diversos protocolos de comunicación, deberemos configurar que tipo de comunicación queremos a través del puerto serie de comunicaciones.

Comunicación Toolbus

Protocolo de comunicación utilizado en conexión con Consola de Programación ó bien con Herramienta de Programación (CX-Programmer).

No tenemos acceso a la configuración de trama (8, N, 1), tan sólo fijamos la velocidad de transmisión (desde 9600 bps a 115200 bps).

Comunicación Host Link

Host Link  es el protocolo estándar de Omron más difundido. Una trama puede llegar a contener hasta un máximo de 131 caracteres de datos. Podemos conectar  un ordenador con un autómata (1:1) o un ordenador con varios autómatas (máximo hasta 32 nodos, 1:N en RS422/485). 

PC Link. Conexión 1:1

Si dos PLC´s están conectados entre sí vía puertos RS-232C, se dice que tienen un sistema data link 1:1. Uno de los PLC actuará como esclavo y el otro actuará como maestro.


La comunicación se realizará a través del área de datos LR. Este área se emplea para poder mandar y recibir datos. Todos los datos que “viajan” se almacenan en el área LR.

En el CMP1A, el área LR va desde el canal LR00 hasta el LR15, empleándose los  canales para escribir desde el maestro hasta el esclavo, (LR00 a LR07) y los siguientes (LR08 a LR15) para escribir desde el esclavo al maestro.

En el CQM1H, podemos transmitir 64 canales. El área LR va desde el canal LR00 hasta el LR63, empleándose los  canales para escribir desde el maestro hasta el esclavo, (LR00 a LR31) y los  siguientes (LR32 a LR63) para escribir desde el esclavo al maestro.

El área de enlace será siempre LR00 a LR15 (16 canales) para comunicaciones Data Link 1:1 con CPM1A., con lo cual tendríamos que modificar tamaño del área de comunicaciones en el CQM1H para adaptarlo al CPM1A.

Por último, deberemos cambiar el conmutador del modo de comunicaciones en el CIF01 del CPM1A y pasar de Host Link a NT Link.




Tarjeta de comunicación serie CQM1H-SCB41


La tarjeta de comunicaciones serie es una tarjeta opcional que se monta en el interior de la CPU y que dispone de dos puertos que se pueden utilizar para conectar ordenadores, terminales programables, dispositivos serie externos o dispositivos de programación distintos a la consola.
La tarjeta de comunicaciones nos permite configurar un puerto del PLC para las comunicaciones con el ordenador y otro de los puertos para la comunicación entre PLC´s.



 DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

- Primero que nada abrimos el programa CX-Programmer y a continuación clicamos en "nuevo" e introducimos el tipo de dispositivo, en nuestro caso el CQM1H.


- A continuación clicamos en configuración y modificamos el tipo de CPU a CPU51 y aceptamos.


- Realizamos los dos pasos anteriores con un nuevo dispositivo:



- Una vez tenemos los dos PLC's seleccionamos uno y clicamos en configuración, nos desplazamos en la barra superior hasta "Tarje de común A" y seleccionamos "PC Link unidireccional" pero de los dos que hay el de abajo ya que es el MAESTRO dicho PLC1.


- Realizamos lo mismo que en el paso anterior pero ahora seleccionaremos "PC Link unidireccional" pero el superior ya que es el ESCLAVO el PLC2.


- Ahora , si que si, podemos comenzar con el programa.



- Vemos el programa montado:






- Una vez montado el programa, su explicación:

1-  A través de un Pulsador 0.00 activamos los Moves en los cuales están precargados los tres datos en formato hexadecimal.

2-  Una vez los tres datos se han movido al segundo PLC nos encontramos con un P_On que es un interruptor que da una señal siempre activa. Por este motivo el dato que se encuentra en el LR2 lo movemos a la salida 100.

3-  En la segunda linea de programación vemos otro P_On que hace la misma función y gracias a él, el dato #FFFF, en nuestro caso, lo coloca en LR32.

4-  Una vez se mueve el dato LR32 el contacto se cerrara y al pulsar el Pulsador 0.01 se activara el TIME durante 5 segundos (siempre que mantengamos el pulsador activo), y nos movera dicha señal #FFFF a la salida deseada y, por tanto, se iluminara durante los 5 segundos.

5-  Una vez transcurridos los 5 segundos, setearemos el TIME y colocaremos todas las salidas a 0.


lunes, 14 de octubre de 2013

Redes de Comunicación----Conexión Serie PLC's "SIEMENS"


El objetivo de esta actividad es realizar, mediante conexión serie y empleando uno de los protocolos propietarios de Siemens, una transferencia de datos entre los dos PLC´s.

PROCESO

a)  Identificar los diferentes puertos de comunicaciones de cada PLC

b)  Conectar mediante el cable adecuado los equipos a través del puerto correspondiente.

c)  Crear un proyecto nuevo donde figuren los equipos que vamos a instalar en la red. Configurar correctamente los puertos de comunicaciones

d)  La comunicación consistirá en:

-  Al pulsar una entrada en el PLC 1 mandaremos tres números al PLC 2       
Primer número = 31, Segundo número = 210, Tercer número = 89

 -  El PLC 2 recibirá la información, y reflejará el tercer número en su salida. A su vez, al activar una entrada del PLC 2, se encenderán todas las salidas del PLC 1 durante 5 segundos.

e)     Comprobar que la información se transfiere desde un PLC hasta el otro. 



Características de la Comunicación MPI:

La interface multipunto MPI (Multi Point Interface) es un protocolo serie, propio de siemens integrado en cada autómata programable SIMATIC S7. Se puede utilizar para interconexiones en red sencillas, permitiendo conectar varios PG’s o autómatas programables.

El método de acceso es de bus token. La velocidad estándar es de 187.5 Kbaudios, aunque dependiendo de los participantes se puedes ajustar otras velocidades.


Normalización
Específica de Siemens
Equipos
32 como máximo
Método de acceso
Token (paso de testigo)
Velocidad de transferencia
19, 2 Kbits/s 187, 5 Kbits/s o 12 Mbits/s
Soporte de transmisión
Cable bifilar apantallado o fibra óptica
Extensión de la red
Longitud de segmento 50mts.  Con repetidores RS 485 hasta 1100m F.O > 100 km
Topología
Eléctrica: Línea
Optica: Arbol, estrella, anillo
Servicios de comunicación
Funciones PG/OP
Funciones S7
Funciones básicas S7
Comunicaciones por datos globales.





Primero insertamos las dos CPU's




Una vez insertados las dos CPU's procedemos a su comunicación mediante la comunicación MPI

Conexión de equipos a través de una red MPI. Direccionamiento.

La comunicación MPI se realiza a través del puerto integrado del PLC.  Si queremos conectar una PC con software de programación Step7 y el PLC, se deberá realizar a través del puerto MPI pero por medio de un adaptador. Este adaptador convertirá la señal RS-232 al interface MPI.

Si queremos realizar una conexión de varios equipos con un solo PC, deberemos conectar un equipo al PC a través del puerto integrado mediante el adaptador, y mediante un cable de Profibus realizar la conexión entre el resto de los equipos De esa forma, podremos accede a cualquiera de ellos.


Para poder distinguir dentro de la red, a cada equipo, deberemos asignarle una dirección distinta a cada uno de ellos. Por defecto, la dirección que se le asigna  a cada equipo es la dirección nº 2, con lo cual, si no la cambiamos, tendremos todos los equipos con la misma dirección, provocando un conflicto de direcciones.

Para poder distinguir dentro de la red, a cada equipo, deberemos asignarle una dirección distinta a cada uno de ellos. Ya que, por defecto, la dirección que se le asigna  a cada equipo es la dirección nº 2.

Para configurar la comunicación lo haremos desde el Administrador siguiendo los pasos: Herramientas y luego Ajustar interface PG/PC 

Seleccionamos:



Al clicar en propiedades si sale uno de los puertos COM marcado con un asterisco significa que este puerto esta ocupado, en ese caso tendremos que seleccionar otro puerto para conectar el PLC.


Para cambiar las direcciones MPI de cada CPU realizamos los siguientes pasos:

Seleccionamos la linea roja que une la CPU 1 con la MPI principal y hacemos doble click y vemos como la dirección número dos esta puesta por defecto.

Seleccionamos la linea roja que une la CPU 1 con la MPI principal y hacemos doble click y cambiamos la dirección a la número tres, ya que la número dos esta puesta por defecto.





Comunicación mediante datos globales.

Para poder transmitir a través del interface MPI se utiliza la comunicación mediante datos globales (comunicación GD).


Mediante ella se consigue el intercambio de datos de manera cíclica entre CPU’s a través del interface MPI. La comunicación de datos globales se configura con STEP 7; la transferencia de los datos globales es cosa del sistema, por lo que no se tiene que programar.

Para acceder a la tabla de datos globales: 


Una vez hemos accedido colocamos cada CPU en su estación y ponemos debajo las direcciones correspondientes a nuestro programa.


Recordemos que los botones más característicos son:


A continuación introducimos los datos globales de ambas CPU's:
DB2.DBB1 estará el número 31
DB2.DBB3 estará el número 210
DB2.DBB5 estará el número 89
DB2.DBB6 será el espacio reservado para la carga del número del PLC 2 en el PLC 1.

Al estar marcados de verde son las entradas, también se muestra con el signo > delante del DB.


La estructura de la GD que estamos utilizando se realiza de la siguiente forma:


 Terminada la configuración de la tabla, únicamente queda compilarla y transferírsela a las CPU´s. Dicho proceso puede realizarse de manera simultánea (si las poseemos conectadas mediante una red MPI), o en dos pasos de manera individual.




A continuación creamos un DB en cada CPU y las configuramos, para ello:

1- Click con botón secundario sobre la CPU
2- Añadir nuevo objeto-----Bloque de datos
3- Una vez añadido doble click sobre el DB correspondiente y a introducir los valores.






En el primer DB2 introducimos los valores a cargar en la CPU, a su vez dejamos un espacio es la tabla para cuando el número 89 vuelva de nuevo al primer PLC tenga un espacio disponible. 

 En el segundo DB2 introducimos los valores a cargar en la CPU, como no es ninguno dejamos los espacios suficientes para no tener problemas de comunicación, en nuestro caso 4 direcciones vacías. 


Finalmente nos queda realizar la programación de las dos CPU's:

CPU1:
Con el E124.0 se activa la transferencia del Word que queremos mover a la marca MB10
Dicha marca activa un Temporizador y esto hace que se active la salida M20.0

Al activarse la salida todas las entradas se mueven a la salida por tanto se iluminan durante 5 segundos como decía el enunciado

CPU 2:



Al activarse la entrada E124.0 se carga el número 89 en la salida AW125 ya que el MOVE realiza dicha operación. Para que se ilumine el número 89 en la salida necesitamos una entrada E124.1 que haga de señal y ponga a 1 el Bite DB2.DBW6 en la salida y por tanto se ilumine dicha salida.


Para comprobar el movimiento de los bytes utilizamos las tablas de variables:






Como paso final solo hay que cargar y compilar los datos en los dos PLC's y conectarlos mediante un cable MPI en nuestro caso PROFIBUS para la correcta comunicación de ambas CPU's.


martes, 1 de octubre de 2013

Cuestionario sobre las Redes de Comunicación:


1. ¿Cuál es la función de las comunicaciones industriales?

La función de las comunicaciones industriales es que permiten el flujo y la transferencia de información del controlador a los diferentes dispositivos a lo largo del proceso de producción, ya sean detectores, actuadores, u otros controladores...
Esta comunicación es posible gracias a que los elementos comparten una serie de protocolos, que son unas reglas para establecer la comunicación.

2. ¿Qué tipo de alternativas de comunicación existen para comunicar los diferentes dispositivos que forman un sistema industrial?
- Cableado hilo a hilo: tiene la desventaja de que se necesita mucha longitud de cableado, produce interferencias entre ellas y para instalar es un poco lento.



- Cableado mediante bases de precableado: a pesar de mantener la longitud de cableado y las interferencias, tiene la ventaja de que al estar precableado a la hora de la conexión es mucho más rápido.



- Entradas y salidas distribuidas: los elementos de control esta distribuidos por todo el sistema por tanto es una gran ventaja y también la conexión es mucho más rápida.




- Buses de campo: es el sistema más completo ya que puedes conectar dispositivos inteligentes con solo un cable de comunicación entre ellos.



3. ¿Qué problemas presenta el cableado clásico?

El método del cableado clásico presenta diferentes problemas debido a: la longitud excesiva del cableado  y el ruido producido entre los mismos cables de potencia y de señal. 
Por tanto al tener y necesitar tantos cables necesitas mayor canalización y por tanto los costes del cableado son mayores.

4. ¿Qué ventajas presentan los buses de campo respecto a los otros métodos de cableado?

      - Reducción del cableado. 
- Mayor precisión. 
- Diagnosis de instrumentos de campo. 
- Transmisión digital. 
- Reducción del ciclo de puesta en marcha de un sistema.
- Operación en tiempo real. 
      - Calibración remota.
- Mecanismos fiables de certificación.

5. ¿Qué niveles jerárquicos presenta la pirámide CIM? Nómbralos




      - Nivel 0: de proceso 
- Nivel 1: de campo 
- Nivel 2: de célula 
- Nivel 3: de planta 
- Nivel 4: de factoría 

Aunque como he puesto en mi entrada anterior tanto la planta como la factoría se podrían agrupar en un mismo nivel.


6. ¿Qué tipo de bus se utilizaría en el nivel de proceso de la pirámide CIM?

En el nivel de proceso utilizaremos el bus AS-i, ya que es el  adecuado para cablear dispositivos de entrada y salida como actuadores o sensores de forma barata y eficiente. 


7. ¿Qué peculiaridad tiene el cableado del bus AS-i respecto a los demás?

Las características principales de este tipo de cableado, es que utiliza el llamado Flat Yellow Cable. Este cable incluye dos hilos que incorpora conjuntamente la señal de alimentación de +30 V. y la señal de control.



8. ¿Cuál es el futuro de las comunicaciones industriales?

Las tendencias para el futuro en el campo de las comunicaciones industriales son las tecnologías inalámbricas (wireless) ya sean Bluetooth,     Wi-Fi, UWB...





9. ¿Qué diferencias existen entre los buses propietarios y los buses abiertos?



10. Elabora una tabla que recoja las siguientes características (técnicas de transmisión de datos, interfaces y elementos de conexión, técnicas de control de flujo, de detección de errores y de acceso al medio en la transmisión de datos.)  de los distintos buses de campo vistos en los apuntes.





Arquitecturas Distribuidas en la Automatización


1- ¿Por qué utilizamos una arquitectura distribuida?

- Reducción de cableado ya que conlleva un ahorro en costes de instalación



- Máquinas modulares porque son más fácil ensamblarlas entre si





- Integración de los dispositivos





2- Ventajas para el Fabricante:

- Ahorra costes de cableado
- Monta la máquina más rápido
- Llega a más mercados
- Más flexibilidad en las funciones

3- Ventajas para el Usuario:

- Diagnósticos completos
- Rendimientos mayores
- Mantenimiento fácil


4-Tipos de Buses de Campo:

Estos son algunos de los más comunes






5- Pirámide CIM:


- Pirámide CIM simplificada:



- Pirámide CIM desarrollada:


Os dejo un enlace en el que hay un buen resumen de todo lo dado anteriormente: