CONEXION SERIE PLC´s OMRON

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

Una vez tengamos los dos PLC´s configurados procederemos al traspaso de datos entre ambos de la siguiente forma:

-Al pulsar una entrada en el PLC1 mandaremos tres números al PLC2:

• Primer Número = 31
• Segundo Número = 210
• Tercer Número = 89

-El PLC2 recibirá la información ,y reflejará el tercer número en su salida.A su vez al activar una entrada del PLC2 ,se encenderán todas las salidas del PLC1 durante 5 segundos.

Una vez leída la Actividad a realizar,debemos saber con que equipo de Omron vamos a trabajar,ya que dependiendo del modelo la compatibilidad en las comunicaciones variará, pues los diferentes puertos de conexión entre los equipos limitan la intercomunicación,es decir:

Si utilizamos dos PLC´s Omron Modelo CQMH1(que es el caso),debemos saber que poseen dos puertos, un puerto de periféricos, que se emplea para conectar, 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.

Al existir diferentes puertos de comunicación debemos saber y configurar el tipo de comunicación que queremos utilizar,dicho esto explicaremos la Comunicación HOST-LINK.

Comunicación HOST link:

Host Link  es el protocolo estándar de Omron más utilizado. Una trama puede llegar a contener hasta un máximo de 131 caracteres de datos. Podemos conectar  un ordenador con otro autómata (que es nuestro caso) 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(Como es en nuestro caso), se dice que tienen un sistema data link (pc link) 1:1. Estos PLC´s pueden compartir una cantidad de canales de comunicación dependiendo del modelo de autómata. Uno de los PLC deberemos configurarlo como esclavo y el otro como maestro.Por lo tanto,el sistema de comunicaciones a emplear sera un sistema de comunicaciones Data Link entre un CQM1H y CQM1H, 

El cable empleado para comunicar los dos equipos, será el mostrado por la figura.

 

La comunicación se realizará a través del área de datos LR. Este zona se utiliza para realizar la intercomunicación de datos entre los PLC´s. Todos los datos que se transfieren se guardan en el área LR.

Dependiendo el Modelo o Versión de los PLC´s utilizaremos más o menos canales o con lo que es lo mismo podremos transferir mas o menos información,también cabe destacar el grupo de canales de comunicación se dividirán en dos grupos,es decir:

Por ejemplo para el Modelo En el CQM1H, se pueden transmitir 64 canales. El área LR va desde el canal LR00 hasta el LR63:

-32 canales para escribir desde el maestro hasta el esclavo, (LR00 a LR31).

-32 canales  para escribir desde el esclavo al maestro(LR32 a LR63) .

PASOS PARA REALIZAR LA PRACTICA:

1.-Abrimos el Programa Cx-Programmer e insertamos el tipo de dispositivo,  que en nuestro caso es la CQMH1.

2.-Seguidamente y antes de cerrar esta mini ventana clikamos en la pestaña de configuración:

3.-Se nos abrirá otra mini ventana donde elegiremos dentro del Tipo de CPU la "Cpu51" y le daremos a Aceptar en las dos ventanas.

4.-Insertamos el segundo PLC para poder realizar la intercomunicación.Para ello deberemos posicionarnos en la columna de la izquierda donde pone Nuevo Proyecto(Clickamos con botón derecho) y seleccionamos Insertar PLC:

4.-Repetiremos los pasos 1 y 2:

5.-Una vez tengamos los dos PlC´s asignaremos a cada uno el papel que desempeñara  en la comunicación ,es decir uno hará de MAESTRO y otro de ESCLAVO, para continuar con un orden lógico y evitar así confusiones nos dirigiremos a la configuración de la columna de la izquierda del PLC1. Abriremos la configuración con el botón derecho del ratón y una vez dentro de la ventana seleccionaremos Tarjeta común "A" para asignar al PLC1 como Maestro.Tengamos en cuenta que elección dentro del Modulo sera PC Link Unidireccional (Maestro),ademas nos señalara esta opción en los canales de vinculo como LR00 a LR63 ,pues si fuese el esclavo esta ultima opción no nos la indicaría.

6.-A continuación repetiremos el paso anterior en el PLC2 pero esta vez en la "Tarjeta A" escogeremos PC Link Unidireccional (Esclavo).

Configurados los PLC´S diseñaremos la actividad requerida en esta practica:

7.-Dentro del PlC1 insertaremos tres MOVE que contendrán los números a transmitir (31,210 y 89) estos MOVE solo moverán dichas cifras al PLC2 cuando activemos el contacto de Entrada "P_ENTRADA" (P.00).

Los números tendremos que colocarlos en los MOVE´s en forma Hexadecimal,ademas deberemos poner a cada uno una LR:

-31 = 1F (Hexadecimal) LR0

-210 = D2 (Hexadecimal)LR1

-89 = 59 (Hexadecimal)LR2

8.-Una vez hayamos activado el contacto de "P_ENTRADA" del PLC1 nos dirigiremos al PLC2 donde insertaremos un Contacto P_ON que por sus características siempre estará activado, por lo que la señal moverá la entrada del MOVE a la Salida 100, es decir reflejara en su salida el numero 89.

También justo debajo del último MOVE explicado podemos ver un segmento que nuevamente contiene un P_ON(contacto siempre Activo) y otro "MOVE" que a través de LR32(ESCLAVO) moverá en hexadecimal 255 bits para asi encender todas las salidas del PLC1.

9.-Volviendo nuevamente al PLC1 podemos ver que cuando el último Move del PLC2  transfiera a su salida el 255 cerrara el contacto LR32 del PLC1 y al activar el Pulsador 001 se encenderá la salida 100 durante 5 segundos programados por el Temporizador, transcurrido ese tiempo el contacto TIM000 pondrá a 0 la Salida 100 y con esto habrá acabado la actividad.

CONEXION SERIE PLC´s SIEMENS

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

Una vez tengamos los dos PLC´s configurados procederemos al traspaso de datos entre ambos de la siguiente forma:

-Al pulsar una entrada en el PLC1 mandaremos tres números al PLC2:

• Primer Número = 32
• Segundo Número = 210
• Tercer Número = 89

-El PLC2 recibirá la información ,y reflejará el tercer número en su salida.A su vez al activar una entrada del PLC2 ,se encenderán todas las salidas del PLC1 durante 5 segundos.

Dicho lo anterior,la configuración del intercambio de tramas de datos entre dos PLC´s conectados en serie se puede realizar de dos formas:

1.-A través de DB(Bloques de Datos).

2.-A través de la Función MOVE.

EXPLICACIÓN DE LA CONFIGURACIÓN DE BLOQUES DE DATOS(DB):

Primero de todo, debemos saber que el Protocolo de comunicación serie utilizado  por SIEMENS (Simatic S7)para la interconexión de varios PG´s o Autómatas Programables es "La interface Multipunto  MPI (Multi Point Interface).

Características técnicas de Conexión de SIEMENS (Simatic S7)

-Equipos = 32 máx.

-Método de acceso al medio = Bus Token (Paso de Testigo).

-Velocidad de Transferencia = 19,2 Kbits/s , 5 Kbits/s o 12 Mbits/s.

-Soporte de Transmisión = Cable bifilar apantallado o fibra óptica.

-Extensión de la red = Longitud de segmento 50 mts .Con repetidores RS485..

-Topología = Linea (Eléctrica), Óptica(Árbol,estrella o Anillo).

-Servicios de Comunicación = Funciones PG/OP , Funciones S7,Funciones Básicas S7 ,Comunicaciones por Datos Globales.

• Conexión de equipos a través de una red MPI(Direccionamiento)

Si queremos intercomunicar un PC con software SIMATIC S7 a un A.Programable, solo tendremos que cambiar por medio de un adaptador la señal RS-232 del PC para que sea entendible por el Puerto MPI del PLC y viceversa.

En cambio,si queremos establecer la conexión de varios equipos(PLC´s) con un solo PC,deberemos  conectar un PLC al PC a través del puerto integrado MPI mediante el adaptador,y mediante un cable de comunicación(AS-i,profibus...)conectaremos en serie todos los demás equipos.

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.

• Insertar 2 Equipos en el Nuevo Proyecto Comunicación Serie:

1-Insertar Equipo(1) Simatic 300:

2-Insertar Equipo(2) Simatic 300:

3-Insertamos un bastidor en cada equipo:

4-Insertamos una CPU314 IFM (V1.2) a cada Equipo.

• Configuración del Puerto de Comunicación:

6-Seleccionamos Herramientas ,Ajustar Interface PG/PC.

7-Nos saldrá esta ventana donde el programa Simatic identificara los modos de comunicación(PC-Equipo) posibles según las características de nuestro  PC.

Si sale uno de los puertos COM marcado con un asterisco significa que este puerto esta ocupado, en este caso tendremos que seleccionar otro puerto para conectar el PLC. Por otro lado, este error también podemos verlo dentro del Net-pro(Icono configuración de red) de cualquiera de los equipos.

8-Una vez dentro del Net-Pro vemos esa repetición(error por defecto) de  puertos MPI con el numero 2 en la parte inferior de los equipos.

9-Para solucionar y definir cada equipo con una dirección diferente primero debemos unir los equipos con la linea roja superior MPI(Común a los equipos)para ello,pincharemos en el icono rojo de cada equipo y arrastraremos hasta la linea roja común,consiguiendo así su unión.

Una vez tengamos unidos los equipos pincharemos con un doble click en la bajante de la linea roja común al Equipo 1 y veremos una ventana(Propiedades-Interface MPI CPU 1) donde podremos variar la dirección 2 que por defecto es la que pone el programa en cada MPI de los equipos que vayamos insertando,en cambio no variaremos esta dirección ya que la incorrecta es la del Equipo 2.

A continuación, repetiremos el proceso anterior abriendo la ventana de Propiedades Interface MPI CPU2 y cambiando la dirección 2 por la 3 que es la siguiente que tenemos vacía.

10-Aprovechando nuestra situación en Not-Pre(Configuración de Red) seleccionaremos la linea roja común , seguidamente herramientas y después  definición de Datos Globales que sera donde colocaremos los datos a transmitir entre equipos,este intercambio de datos no estará condicionado por ningún programa, si no que el Step7 de forma continua y automática los intercambiará.   

11-Una vez dentro, seleccionaremos una columna y pincharemos botón derecho,CPU,seguidamente se abrirá la ventana de elegir CPU,seleccionaremos la CPU1.

Al aceptar ya tendremos instalada la CPU1 en su columna correspondiente de Datos Globales.

Repetiremos el mismo proceso en la siguiente columna para colocar la CPU2.

12-Una vez colocadas las CPU´s introduciremos las direcciones necesarias que constituyen los datos Globales que queramos intercambiar,como pueden ser los números requeridos por la actividad(31,210,89).

Cabe destacar que hay que tener claro la estructura de la identificación GD que estamos comunicando:

Esta trama de datos son enviados de una CPU(Emisora) a otra (Receptora)de una sola pasada .La cantidad de memoria utilizada para intercomunicar datos debe ser iguales en las dos CPU´s ,tanto en la emisora como receptora,así evitaremos perdidas de información.Además,debemos saber que 


Por otro lado,para poder identificar cual es el Bloque de memoria emisor o receptor lo diferenciaremos con el fondo verde para el emitente y blanco para el receptor.

-Ahora introduciremos los Datos Globales de las dos CPU´s:

-Estos Datos Globales significan lo siguiente:

> D B 2 . D B W 0 = CPU1 Envia 2 Byts con el Nº 31 a la CPU2 =D B 2 . D B W 0
> D B 2 . D B W 2 = CPU1 Envia 2 Byts con el Nº 210 a la CPU2 =D B 2 . D B W 2
 >D B 2 . D B W 4= CPU1 Envia 2 Byts con el Nº 89 a la CPU2 =D B 2 . D B W 4
D B 2 .D B W 6 = CPU1 Recibe 2 Byts que haran activar todas sus salidas al activar una entrada de la CPU2 = > D B 2.D B W 6


Una vez hallamos introducido las direcciones a intercomunicar,compilaremos la información y las cargaremos en las dos CPU´s de forma común si están conectadas entre sí o individualmente si no fuera así.

Cabe destacar,que al compilar nos saldrá una ventana para confirmar que las direcciones son correctas. 


13-Introducción de un DB en cada CPU siguiendo los siguientes paso:

-CPU1
-Programas
-Nos situaremos en el fondo del escritorio y pincharemos el botón derecho del mouse.
-Al pinchar el mouse,se abrirá una ventana eligiendo Insertar Nuevo Objeto.
-Por último, elegiremos Bloque de Datos.

-Nos Saldrá la ventana de la siguiente Imagen y aceptaremos.

14-Repetiremos el mismo proceso del punto 13 para crear un Bloque de Datos en la CPU2.

15-Abriremos el Bloque de Datos Creado en la CPU1 y colocaremos los números en Decimal en las direcciones que antes habíamos puesto en Datos Globales.Es decir:

16-Seguidamente nos vamos al Bloque de Datos de la CPU2 donde también  colocaremos los números en Decimal en las direcciones que antes habíamos puesto en Datos Globales.Es decir:Las 6 primeros Byts los reservaremos para que reciba la CPU2 los números (por so pone un cero)y los dos últimos byts serán para enviar a la CPU1 la orden de activación del temporizador.

  

17-A continuación,realizamos un programa en cada OB de las CPU´s,uno para que cuando lleguen los números a la CPU2 refleje el 89 en su salida y otro para  la CPU1 que activara todas sus salidas durante 5 segundos al llegarle la orden a través de los Datos Globales desde la CPU2.

-Programa CPU2:

-PROGRAMA CPU1:

NOTA:Es muy Importante que compilemos y carguemos de forma individual en cada CPU, los GD (Datos Globales),el Bloque de datos(DB) y su programa  correspondiente,así evitaremos errores.   

Si sufriéramos algún error, podríamos comprobar la situación del estado de nuestras direcciones de memoria acudiendo al OB1 de cada CPU, según nos indican las siguientes imágenes:

Por otro lado, ahí que tener presente que cuando compilemos individualmente los GD deberemos cambiar la interface MPI3 de la CPU2  a la MPI2, ya que es la utilizada por defecto por SIEMENS.

Una vez este todo correcto, conectaremos el cable PROFIBUS (MPI COMUN)entre los PLC´s y probaremos el funcionamiento.

       

PREGUNTAS SOBRE LAS REDES DE COMUNICACION

PREGUNTAS SOBRE LAS REDES DE COMUNICACIÓN:

1.¿Cual es la función de las comunicaciones Industriales?

Es el Area de la Tecnología que estudia la transmisión de la información entre circuitos compuestos por detectores,actuadores...... y sistemas electrónicos utilizados para llevar a cabo tareas de control y gestión del ciclo de vida de los productos Industriales.

Tienen la función de resolver la problemática de la transferencia de información entre los equipos de control (PLCs) del mismo nivel y el de los correspondientes a los niveles contiguos de la pirámide CIM.

Cabe señalar que al principio las comunicaciones industriales se realizaban con comunicaciones digitales punto a punto para,posteriormente,evolucionar a las redes multipunto.

2.-¿Que tipos de alternativas de comunicación existen para comunicar los diferentes dispositivos que forman un sistema industrial?

-Bases Precableadas: Conectores múltiples de entradas y salidas conectados a una manguera de pares múltiples .

-Entradas y Salidas Distribuidas: Estaciones de entrada y salidas distribuidas a lo largo de toda la linea de producción ya precableadas,facilita la conexión y la comunicación entre los diferentes estados del proceso.

-Buses de Campo: Permite conectar todos los elementos que componen un sistema de producción mediante un solo cable,por lo que facilita la instalación y abarata el coste respecto a las anteriores alternativas expuestas. 

3.-¿Que problemas presenta el cableado clásico?

El cableado Clásico presenta varias dificultades:

-Debido a la longitud excesiva del cableado pueden producirse caídas de tensión y por lo tanto perdidas de información.

-El ruido provocado entre los cables de señal y de potencia.

4.-¿Que ventajas presenta 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 Marcha-Paro de un Sistema.

-Operación en tiempo Real.

-Calibración Remota.

-Mecanismos fiables de certificación.

5.-¿Que niveles jerárquicos presenta la pirámide CIM?Nómbralos.

-Nivel 0 (PROCESO): Es el nivel mas bajo de la jerarquía esta representado por los dispositivos que ejecutan los  comandos de control nivel próximo superior.

Estos dispositivos son los actuadores,sensores,instrumentos de medida.....que se encuentran directamente sobre el equipo de producción.

-Nivel 1 (CAMPO): Se encuentra entre las instalaciones y los Autómatas programables .Los dispositivos de campo miden señalizan y retransmiten a las instalaciones las ordenes recibidas del nivel de célula .En general se encargan de transmitir pequeñas cantidades de datos.En este caso es típica una comunicación jerarquizada  ,es decir varios dispositivos de campo se comunican con un maestro.

-Nivel 2 (CÉLULA): En este nivel se procesan autónomamente todas las tareas de automatización y optimización. En este nivel están interconectados  los autómatas,PCs ,y los equipos para el funcionamiento y la observación.

-Nivel 3 (PLANTA,GESTIÓN):Este nivel puede ser dividido en dos,en tal caso al ser muy similares unen;En el se procesan las tareas generales que conciernen a toda la empresa( funciones de gestión ) . Entre ellas figuran la memorización de los valores del proceso y funciones de procesamiento para optimizar y como analizador,así como su presentación en forma de listados.Los datos necesarios se recolectan y procesan para toda la empresa con independencia del lugar del emplazamiento.Desde el nivel de control central puede hacerse igualmente a otro niveles.La cantidad de estaciones puede ser superior a 1000.

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


El Bus AS-i se sitúa en la parte mas baja de la pirámide CIM ,conectando los sensores y actuadores con el maestro(Autómatas o PCLs) del nivel de campo.
Cabe destacar que esta compuesto por dos hilos;uno para la alimentación y otro para la señal.

Por otro lado,AS-Interface supone un ahorro considerable en la instalación,planificación y en el  mantenimiento  de maquinas e instalaciones ,principalmente en los costes relacionados con los tiempos de cableado.

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

• Especificaciones abiertas.
• Permite la conexión de sensores y actuadores "No AS-i" mediante módulos activos.
• Ideal para la interconexión de sensores y actuadores binarios.
• A través del cable AS-i se transmiten tanto los datos como la alimentación.
• Cableado sencillo y económico.
• Fácil montaje, con perforación de aislamiento.
• Sistema Monomaestro.
• Gran flexibilidad de topología (árbol).
• Reacción rápida: máximo 5ms para intercambiar datos con hasta 31 esclavos.
• Velocidad de transferencia de datos de 167 Kbits/s.
• Máximo 100m por segmento, con posibilidad de extensión hasta 3 segmentos (300m).
• Permite conectar hasta 124 sensores y 124 actuadores con módulos estándar.
• Permite conectar hasta 248 sensores y 186 actuadores con módulos extendidos.
• Cumple con los requerimientos IP-65/HIP-6 (idóneos para ambientes exigentes) e IP-20 (aplicaciones en cuadro).
• Temperatura de funcionamiento entre -25ºC y +85ºC.
• Transmisión por modulación de corriente, lo cual garantiza un alto grado de seguridad.
• Según un estudio realizado por la Universidad de Munich, mediante una red AS-i se puede ahorrar entre un 15% y un 30% del coste total.

8.-¿Cual es el futuro de las comunicaciones Industriales?


El futuro de las Comunicaciones Industriales va ligado a través de las comunicaciones inalámbricas,es decir: wireless, bluethooh ,wifi,........

Por otro lado,Ethernet revolucionara el control de los servomotores, respecto a los sistemas tradicionales de control de movimiento basados en pulsos,ya que ethernet nos presentara ventajas como:

-Instalaciones y puesta en marcha mas rápida y sencilla.

-Menos cableado que pueda provocar errores.

-Acceso a todos los parámetros del driver como corriente de salida,código de alarma,lo que aporta mas prestaciones a las soluciones.

-Sistemas mas precisos y eficaces.

Las funciones de medición de los sensores analógicos también serán sustituidas por soluciones basadas en Ethernet .Actualmente estas soluciones de medición como pueden ser una fotocélula disponen de salidas analógicas por lo que el PLC a de disponer de carta de entradas analógicas en el PLC para luego convertir esos datos a digitales y sean comprensibles por el.

Esto implica un cableado especial apantallado para que no existan interferencias,tener que realizar una conversión mediante escalados por lo que siempre se va perdiendo precisión en las medidas.Dicho esto,en un futuro los sensores irán conectados a través de un cable Ethernet  y se visualizará en el PLC el valor preciso de la medición en unidades de medición ,por ejemplo mm.Poder acceder  mediante el explorador web a su configuración y su diagnostico.


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

Los buses propietarios como su propio nombre indica son propiedad de un a marca o fabricante,por lo que su uso esta sujeto a una adquisición previa de una licencia,ademas su coste es bastante elevado.En el caso de los buses abiertos,su uso es libre,por lo que ocurre justo lo contrario.

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 da datos) de los distintos buses de campo vistos en los apuntes.