CONEXION DPII

Configurar un intercambio de información entre un PLC S7314 con CP342-5, actuando como maestro en una red profibus, y dos esclavos, un autómata CPM1A, un módulo MURR de 8 entradas digitales.

El sistema tendrá que realizar las siguientes actuaciones.

1. Programar un circuito marcha-paro para el funcionamiento de un motor:

Módulo de entradas MURR

E0 : Pulsador de paro.

E1:  Pulsador de marcha.

Autómata Omron:

10.04: Motor

2. Transferir información del Siemens al Omron:

Al pulsar la entrada E3 del módulo de entradas se transferirán los bytes de marcas 10 y 11 del Siemens, al autómata Omron (evidentemente, estos bytes tendrán un contenido). La información se almacenará en el canal 20 del Omron.

Los pasos a realizar serán los siguientes:

• Esquema del sistema de comunicaciones que se va a emplear.
• Descripción del proceso de comunicación.
• Direcciones de memoria utilizadas y contenidos
• Configuración y programación del sistema de comunicaciones.

1.-ESQUEMA DEL SISTEMA DE COMUNICACIONES QUE SE VA A EMPLEAR:

2.-DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE COMUNICACIÓN:

3.-DIRECCIONES DE MEMORIA UTILIZADAS Y CONTENIDOS:

4.-CONFIGURACIÓN Y PROGRAMACIÓN DEL SISTEMA DE COMUNICACIONES:

4.1.-Configuración del PLC Siemens:

4.2.-Configuración del PLC Omron (CPM1A):

a)Por Hardware:

1.-La dirección profibus que configuramos para este esclavo sera la 3.
2.-El Byte de mayor peso configurado en esta ocasión será el de INTEL (SWICH 3 ON).


b)Por Software en el Maestro, que en realidad es insertar el esclavo:

4.3.-Configuración del Módulo Murr:

a)Por Hardware:

b)Por Software en el Maestro:

A) Programa Siemens:

B)Programa Omron (CPM1A):

En esta imagen podemos ver representado en la memoria del PLC Omron el apartado A, donde le llega los datos al canal 2 y son transferidos por un Move al Canal 10. Cabe señalar que la imagen del Apartado B no llegue a copiarla. 

CONEXIÓN DP I

Realizar la configuración de un sistema de comunicaciones en Profibus-DP constituido por un autómata Siemens S7-314 IFM como maestro, un modulo ET200L como esclavo y un autómata Omron CQM1H como esclavo, de manera que:

A)El primer byte de entradas digitales del módulo ET200L se reflejen en el primer byte de salidas del autómata Siemens.

B)Que las 8 primeras entradas del autómata Omron, se reflejan en las 8 primeras salidas de la ET200L.

C)El primer byte de entradas del autómata Siemens, se almacene en el canal 10 del Omron. 

Los pasos a realizar serán los siguientes:

• Esquema del sistema de comunicaciones que se va a emplear.
• Descripción del proceso de comunicación.
• Direcciones de memoria utilizadas y contenidos
• Configuración y programación del sistema de comunicaciones.

1.-ESQUEMA DEL SISTEMA DE COMUNICACIONES QUE SE VA A EMPLEAR:

2.-DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE COMUNICACIÓN:

3.-DIRECCIONES DE MEMORIA UTILIZADAS Y CONTENIDOS:

4.-CONFIGURACIÓN Y PROGRAMACIÓN DEL SISTEMA.COMUNICACIONES:

1.-CONFIGURACIÓN DEL PLC SIEMENS

En el PLC Siemens y en su Módulo de comunicación existen  varios parámetros de configuración que detallaré a continuación:

-Una vez cargados el Bastidor y la CPU 314 IFM insertaremos la Cp 342-5 :

F.Alimentación = SLOT1
CPU = SLOT2
MODULO DE ENTR/SAL = SLOT 3
CP 342-5 = SLOT 4-11

Al seleccionar Modos de operación nos saldrá la siguiente ventana donde configuraremos al PLC Siemens como MAESTRO.

Una vez hayamos creado la red podremos asignarle los Esclavos.

Por otra parte, también podremos ver las direcciones de entrada y de Salida con las que trabajara el Módulo CP.

Seguidamente insertaremos los esclavos de la siguiente forma:

-El Esclavo PLC CMQH1-PRT21 al no ser un Equipo de la Marca Siemens deberemos instalar sus drivers. Para ello deberemos acudir al  Hardware del Programa Siemens pincharemos en Herramientas + Instalar archivos GSD.

A continuación nos saldrá la ventana de instalar archivos GSD + buscaremos el driver del PLC CQMH1  y los instalaremos.

Una vez instalado el driver cargaremos el PLC  a través de Profibus DP + otros Aparatos de campo + PLC + CQMH1 + Arrastraremos el PLC hasta la nueva Red Profibus creada anteriormente.

Al soltar el PLC en la Red nueva nos saldrá una ventana donde podremos definir la dirección Profibus 3 por software (según nuestro esquema de comunicaciones ).

Por último veremos como el PLC se ha insertado en la Red nueva.

Para insertar el ESCLAVO ET 200-L no será necesario instalar su driver en el programa, ya que este es de la Marca Siemens, por lo que realizando tan solo estos pasos podremos agregarlo en la Red Profibus:

Profibus DP + ET 200-L + Seleccionando el disponible en clase ( 1 Word para entradas y otro para salidas) + Arrastramos la Estación de Trabajo hasta la Red Profibus + como antes nos saldrá una ventana donde definiremos la dirección 4 por software para este equipo .

En la parte inferior de la imagen anterior, cabe destacar con una circunferencia la cantidad de bytes de entrada y salida que es capaz de transferir este equipo.

2.-CONFIGURACIÓN DEL PLC OMRON CQMH1 Y DE SU MODULO DE COMUNICACIONES PRT-21:

Una vez cargado el PLC como Esclavo en la Red Profibus, diré como se configura el número de words de entrada/salida que podrá comunicar, donde se posicionará el byte de más peso en cada canal que transfiramos y el número de dirección que ocupará el PLC dentro de la Red Profibus.

 Dicho lo anterior, los dos primeros parámetros se configurarán en el interior del Módulo de Comunicaciones PRT-21:

A continuación, configuraremos la dirección Profibus del PLC OMRON por Hardware de la siguiente forma: 

Por último y aunque no sea un parámetro de configuración, me gustaría destacar que al ensamblar el PRT21 en el PLC cambiará la cantidad de  canales de entrada y salida del PLC, por ello deberemos tener en cuenta que canales de entrada y de salida de comunicaciones le corresponderá al módulo de PRT21, es decir:

3.-CONFIGURACIÓN DE ET 200-L:

La configuración de la Estación de Trabajo es más simple que la del PLC (OMRON) pues no tenemos la posibilidad de cambiar la cantidad de datos que puede transferir, ya que estos vienen limitados por las características del equipo.(1 Word de Entrada y otro de Salida).

Dicho lo anterior, para configurar la dirección Profibus de la Estación por Hardware(dirección #4) deberemos:

Seguidamente realizamos el cableado de la siguiente imagen (ET200-L), de tal forma que activamos un bit de entradas  para que sea transferido a través del cable profibus hasta el PLC SIEMENS (apartado A), como también el cable profibus recibirá las entradas activadas del PLC Omron según el apartado B requerido en la Actividad.

4.-PROGRAMACIÓN DEL PLC SIEMENS:

5.-PROGRAMACIÓN PLC OMRON CQMH1(CPU51):

Una vez tengamos los programas los cargaremos de uno en uno en sus PLC,S, y seguidamente interconectaremos los equipos con cable PROFIBUS de la siguiente forma:

Solo nos quedará probar.

PROFIBUS

INTRODUCCIÓN:

1.-POSICIONAMIENTO DE LAS REDES:

-Comunicación IT: Industrial. Ethernet, ITlution.

-Comunicación de datos: Profibus, Industrial.Ethernet, EIE.net.

-Comunicación de Campo: Asi, Profibus, EIE.

2.-POSICIONAMIENTO DE PROFIBUS:

-Comunicación IT.

-Comunicación de Datos:Profibus,Insdustrial.Ethernet, EIE.net.

-Comunicación de  Campo: Profibus.

3.-¿QUE ES UN PROFIBUS?

-Profibus es el líder mundial en redes multi-funcionales de célula y de campo.

-Profibus Internacional es una Organización que reúne todas las asociaciones de usuarios de PROFIBUS(PNO) zonales, para la promoción de PROFIBUS.

-Estándar Internacional EN 50170 e IEC 61158.

4.-PROFIBUS INTERNACIONAL:

-Número 1 en Europa.

-Organizaciones de Usuarios de Profibus en los 5 Continentes.

-La organización de usuarios de PROFIBUS ha establecido una Certificación cualificada de los sistemas mediante test de laboratorio.

-Los laboratorios están establecidos tanto Europa como en USA.

-Todo producto certificado aparecerá en la Guía de productos de Profibus con su numero de certificado. 

5.-VENTAJAS O QUE HAY DE ESPECIAL EN PROFIBUS:

-Red Abierta y Estándar( Amplia gama de componentes y sistemas en el mercado Red Multi-Fabricante ).

-Profibus líder en el mercado de los Buses de Campo, utilizado por los fabricantes de los PLC´s mas importantes.

-AHORRO(Red de Célula y de Campo económica; +costes calculables de instalación y cableado).

-Componentes de la Automatización totalmente integrada(SIMATIC NET -Sistemas de comunicación para los productos de la familia Simatic).

-Alto Nivel de Seguridad de Datos(utilizan cables de Par Trenzado y de Fibra Óptica).

-Flexibilidad(Interface´s con amplia gama de necesidades y es posible adaptar la topología de la red al usuario ).

-Se pueden cubrir grandes distancias con cables de F. óptica.

-Amplia Gama de Aplicaciones(protocolo para varias aplicaciones).

6.-VENTAJAS DE USAR PROFIBUS:

-Independiente de fabricantes, teniendo una Red abierta y Estandarizada.

-Orientada hacia el futuro, Innovaciones y desarrollo de nuevos productos continuadamente.

DATOS TÉCNICOS DE PROFIBUS

1.-MÉTODOS DE ACCESO AL BUS:

2.-TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN:

Profibus, RS 485.

-Transmisión asíncrona NRZ según RS 485.

-Velocidad desde de 9,6 KBit/s hasta 12 MBit/s seleccionable en escalones.

-Cable de par trenzado y apantallado (9,6 km) o FO (aprox.150Km).

-32 Estaciones por segmento, max 127 estaciones permitidas.

-Distancia : 12MBit´s = 100 m; 1,5MBit´s = 400m; < 187.5MBit´s = 1000m.

-Distancia ampliable mediante repetidores hasta 10km (en caso de cable).

-Conectores sub-D de 9 pines.

Profibus PA, IEC 1158-2.

-Codificación Síncrona Manchester, 31,25KBit´s en corriente.

-Cable de par trenzado apantallado o sin apantallar.

-Distancia hasta 1900m por segmento, ampliable mediante repetidores.

-max. 127 estaciones (sin enlace DP/PA), 10-32 por segmento (dependiendo de que sean zonas clasificadas y el consumo)

PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN DE PROFIBUS:

1.-PERFILES DE PROFIBUS.

2.-ARQUITECTURA DEL PROTOCOLO.

3.-CONFIGURACIÓN PROFIBUS "FMS".

4.-CONFIGURACIÓN PROFIBUS-DP.

5.-CONFIGURACIÓN PROFIBUS-PA.

6.-UTILIZACIÓN DEL PROFIBUS-FMS, DP, PA.

7.-POSICIONAMIENTO DE PROTOCOLOS PROFIBUS.

8.-COMUNICACIÓN S7:

-Optimizado para SIMATIC S7/M7/C7.

-Interfase de software independientemente de la Red(Valido para MPI, PROFIBUS y ETHERNET INDUSTRIAL).

-Posibilidad de conexión de PC´s y Workstations.

-Posibilidad de intercambio de datos hasta 64 KByte´s por orden.

9.-FIELDBUS MESSAGE SPECIFICATION FMS:

-Protocolo normalizado (Nivel 7 según ISO de acuerdo a EN 50.170).

-Comunicación entre diferentes PLC´s de diferentes fabricantes(SIMATIC S5, SIMATIC S7, PC, Equipos ajenos y de campo).

-Preparado para diferentes servicios de comunicación a nivel 7.

10.-PERIFERIA DESCENTRALIZADA:

-Protocolo normalizado(Nivel 2 según ISO de acuerdo a EN 50.170).

-Conexión de periferia descentralizada a un maestro (PLC, PC), ET200 equipos de Campo.

-Rápido, cíclico intercambio de datos (Adicionalmente servicios acíclicos según DP-Master clase 1 y DP-Master clase-2).

-PROFIBUS PA (Process Automation).

-Ampliación de Profibus DP para una técnica de transmisión segura según las normas IEC 61158-2.

11.-COMUNICACIÓN COMPATIBLE S5 ( SEND/RECEIVE):

-Comunicación mediante FDL (Nivel 2 según ISO de acuerdo a EN 50.170).

-Para la comunicación entre diferentes sistemas de automatización (SIMATIC S5, SIMATIC S7, PC, Equipos ajenos).

-Sencilla, segura transferencia de bloques de datos no estructurados.

12.-COMUNICACIÓN PG/OP:

-Funciones de comunicación :

• SIMATIC PG (STEP7, STEP5).
• o equipos HMI (p.e. TD/OP).

-Sistema de Automatización SIMATIC.

-Es soportado por las redes (MPI, PROFIBUS y Ethernet Industrial).

13.-COMUNICACIÓN CON SIMATIC S7:

COMPONENTES DE RED:

COMPONENTES UTILIZADOS PARA LA CONEXIÓN DE PROFIBUS:

-Medios de transmisión.

-Componentes de Red para Profibus.

-Procesadores de Comunicación para controladores Simatic.

-Procesadores de Comunicaciones para PC´s, PG´s.

-Software SIMATIC NET.

TOPOLOGÍAS DE RED EN PROFIBUS:

RED ELÉCTRICA:

-Cable de Par trenzado y apantallado (RS 485).

-Cable de Par trenzado para áreas sujetas a riesgos de explosión (IEC 1158-2).

-Conexión del participante:

• Mediante terminal de bus.
• Mediante conector de bus.

-Estructura de Linea o de árbol.

-Es posible realizar estructuras mixtas ópticas y eléctricas.

RED ÓPTICA:

-Fibra Óptica de Cristal.

-Fibra Óptica de Plástico.

RED SIN HILOS(modulo de enlace de infrarrojos ILM para PROFIBUS-DP):

-Mediante OLM se pueden crear redes mixtas.

CABLES PARA PROFIBUS:

-Ahorro de tiempo mediante un rápido y fácil montaje de los conectores con cables FastConnect.

-Para diferentes aplicaciones a través de cables de bus especiales.

-Red insensible a interferencias:

• Mediante doble apantallado.
• Concepto de tierra universal.

CABLES DE BUS PARA PROFIBUS-PA:

-Cable de bus para sistemas de bus según IEC 61158-2, p.e. PROFIBUS-PA.

-Distintas variantes para los diferentes aplicaciones(Ex, No Ex).

-Alta seguridad ante interferencias mediante un buen apantallamiento.

-Fácil estimación de long. mediante marcación por metros.

CABLE DE CONEXIÓN PROFIBUS:

-Cable preconfeccionado para una rápida y barata conexión de participantes de PROFIBUS a OLM´s o a OBT´s.

-Cable preconfecccionado para la conexión de participantes PROFIBUS (p.e. HMI) a los equipos de Automatización.

-Posibilidad de conexión a PC.

CONECTOR BUS:

-Con conectores Fast Connect el tiempo de montaje es corto debido a su técnica de conexión.

-Resistencia de cierre integrada.

-Montaje simple.

PROFIBUS ELÉCTRICO:

-Sistema Fast connect (rápido y libre de errores).

-Todos los componentes en la mano(cable de bus, conectores, repetidores, elementos de bus.

FAST CONNECT PROFIBUS:

-Para la rápida y sencilla confección de cables de cobre.

-Compuestos de tres componentes:

• Fast Connect cable de bus para montaje rápido.
• Fast Connect herramienta de montaje.
• Fast Connect conector de bus.

-Reducción de tiempos de conexionado.

-Sencilla confección.

-Seguro ante errores mediante codificación de colores.

REPETIDOR RS-485 PARA PROFIBUS:

-Interconexiona dos segmentos de PROFIBUS o de MPI con técnica RS485.

-Para la aplicación de números de participantes y de la distancia.

-Separación galvánica de los segmentos.

-Ayuda para la puesta en servicio.

PROFIBUS ÓPTICO:

-Insensible a las influencias electromagnéticas.

-Adecuado par cubrir amplias distancias.

-Separación galvánica.

-Suministrable en diferentes variantes.

• Fibra óptica de cristal G
• Fibra óptica de plástico P
• Fibra óptica PCF
• Existen cables preconfeccionados.

-Existe la posibilidad de realizar configuraciones mixtas entre ópticas y eléctricas.

FIBRA ÓPTICA DE PLÁSTICO:

-Insensible a la interferencia EMV.

-Confeccionado de FO de plástico.

• Posible "in situ"
• O suministrable confeccionado.

-Distancias de hasta 80 m.

-Suministrable en diferentes versiones.

TIPOS DE FIBRA ÓPTICA DE PLÁSTICO:

-Cable de fibra óptica de plástico estándar(I-VY4Y2P 980/1000 160A):

• Cable redondo y robusto con cubierta exterior de PVC morada y protección de hilos de Kevlar además de dos fibras de plástico dentro de una robusta cubierta interior de poliamida.
• Para interior.

Long.del Cable:

• Hasta 50 m.(PROFIBUS-DP óptico)
• Hasta 80 m.(OLM/P.)

-Cable de fibra óptica de doble núcleo(I-VYV2P 980/1000 150A):

• Núcleo plano doble en cubierta de PVC.
• Para aplicaciones interiores con poco estrés mecánico, como instalaciónj en armarios.

Long.del cable:

• Hasta 50m(PROFIBUS-DP óptico y OLM/P).

FIBRA ÓPTICA PCF:

-Insensible a interferencias EMV.

-Confeccionado de FO de plástico.

• Posible "in situ".
• O suministrable precofeccionado.

-Se alcanzan distancias de hasta 400m.

TIPO DE FIBRA ÓPTICA PCF:

-Cable estándar de fibra óptica PCF(I-VY2K 200/230 10A17+8B20)

• Robusto cable redondo con cubierta exterior morada de PVC y protección de hilos Kevlar.
• Para aplicaciones interiores:

Long.del cable:

• Hasta 400m(OLM/P).
• Hasta 300m(PROFIBUS-DP óptico).

FIBRA ÓPTICA DE CRISTAL:

-Alcanza grandes distancias.

-Insensible a interferencias EMV(Protección contra interferencias).

-Suministro confeccionado.

-Suministrable en diferentes versiones.

Tipos de fibra óptica de cristal:

-Fibra óptica interior:

• Cable interior a prueba de pisadas.
• Exento de halógenos.
• Difícilmente inflamable.
• Para interiores.

-Fibra óptica:

• Cable estándar robusto, universal.
• Para interiores y exteriores.

-Fibra óptica Flexible:

• Cable flexible arrastable.
• Para cadenas de arrastre.
• Para interiores y exteriores.

ÓPTICA BUS TERMINAL OBT:

-Conexión de participantes sin interfase de fibra óptica integrada a una red PROFIBUS  de fibra óptica de plástico o PCF.

-Sencillo y rápido montaje.

-Solo es posible con topologías lineales.

PROFIBUS ÓPTICO CON INTERFASE ÓPTICA INTEGRADA:

FIBRA ÓPTICA INTEGRADA -PROFIBUS DP ÓPTICO  CON PG/PC:

ÓPTICA LINK MODULE OLM/G, OLM/P:

-Topología óptima:

• Lineal-Anillo-Estrella.

-Para toda Velocidad PROFIBUS:

• Desde de 9,6KBit/s hasta 12 Mbit/s.
• Incluye 45 KBit/s para PROFIBUS-PA.

-Rápida localización de errores mediante contacto de potencial,led´s y pines de medida.

-Para todos los protocolos.

-Prueba de la calidad del camino de fibra óptica mediante un polímetro.

La monotorización de la recepción de la fibra óptica con un Voltímetro debe estar por encima de 100mV de salida para estar dentro de un funcionamiento normal.

TOPOLOGÍA CON MÓDULO DE ENLACE ÓPTICO(OLM)

TOPOLOGÍA CON MÓDULO DE CONEXIÓN ÓPTICO(OLM):

-Estructura de anillo redundante.

OLM EJEMPLO DE CONFIGURACIÓN:

OLM CONTRA OBT:

MÓDULO DE CONEXIÓN INFRARROJO ILM:

-Acoplamiento a PROFIBUS sin hilos para todos los protocolos.

-Distancias de hasta 15m. para velocidades de hasta 1,5Mbit/s.

-Sustitución con sistemas con desgaste(p.e. anillos rozantes).

-Montaje sin necesidad de ajustes de ayuda.

EJEMPLOS DE CONFIGURACIÓN PARA ILM: