En este tutorial vamos a crear una red sencilla entre dos autómatas conectados entre si, punto a punto, en el que con un sencillo programa veremos su comunicación así nos podremos imaginar como podemos mandar ordenes, datos del proceso, histórico de eventos que tal útiles son en la automatización.
Antes de comenzar veremos un poco de teoría del método que usa siemens para la comunicación.
MPI
(Multi Point Interface) permite la comunicación entre varias CPUs maestras de
red Siemens con el fin de intercambio de datos reducidos, y con un número
máximo de 32 estaciones en red. La velocidad de comunicación soportada es como
máximo 187,5 Kbps, y con un método de acceso al bus Token Ring. El intercambio
de datos puede hacerse de dos formas: configurando las estaciones para la
transferencia de datos globales, para lo cual STEP7 posee una aplicación propia
para definir las áreas de transferencia de datos en red, como veréis en este
primer tutorial, o bien haciendo uso de las SFC de escritura en red (X_PUT) y
de lectura en red (X_GET).
Cuando arranquemos el programa SIMATIC en S7 pro, podemos insertar otro plc.
Al insertarlo tenemos que decir todas las características que debe tener en la opción hardware. Aquí elegimos el soporte y la cpu. También aquí podemos asignarle el numero MPI que en este caso yo he puesto 3. A continuación abrimos NET PRO procedemos al enlace MPI. En herramientas tenemos que ajustar la interface pg/pc. a pc adapter MPI1. después accederemos a definir tabla de datos globales para definir emisor receptor de la información.
Para definir los datos globales (lo que vamos a emitir y recibir, en que dirección y con que contenido) lo vamos ha hacer desde MPI, definir datos globales. Aquí diremos que cpu es la que envía diremos el área de memoria de la que vamos a emitir la información por ejemplo DB, marcas de byte, word o doble palabra. También diremos en que área de memoria la recibe.
A partir de definir estos datos y tenerlos en la cpu que corresponda, podemos trabajar con ellos llevando a marcas.
Ahora con un sencillo programa procederemos a ver la comunicación y activación de los dos autómatas.
En este programa lo que hemos hecho es introducir unos números en forma decimal y el autómata lo traduce a binario (lenguaje maquina). con la instrucción move movemos los datos a MB0, MB1, MB2 a la cpu 1 y esta los envía a la cpu 2.
En la cpu2 hacemos es otro move y le ordenamos que ponga en AB124 lo que hubiera recibido de la cpu 1 en maracas MB0.
La cpu 2 por MB3 envia a la cpu 1 la infornación y esta por medio de marcas pone en on un temporizador y activa la salida A124.5.
En este tutorial vamos a ver una comunicación simple y sencilla entre dos autómatas de la marca omron.
Los dos autómatas son iguales en cuanto a prestaciones, son el mismo modelo incluso por ello es fácil establecer comunicación entre ellos.
Lo primero que realizaremos sera abrir el cx-programmer y seleccionar el modelo de autómata y la cpu que usaremos. En este caso los autómatas son el cqm1h y la cpu 51.
Cuando hemos seleccionado el primer autómata y ya se halla abierto el programa vamos a introducir el segundo autómata.
Ahora volvemos introducir el modelo y cpu del autómata 2.
Ya tenemos los dos autómatas conectados pero nos queda determinar quien sera maestro y quien esclavo. con esta configuración determinamos que posición del área de memorias van a ocupar cada uno para enviar y recibir. En nuestro caso como los dos autómatas son iguales en prestaciones tienen los dos 64bits. Por ello, el autómata maestro usara del LR0 al LR31 para enviar. A su vez el esclavo también tendrá del LR0 al LR31 para recibir. Después el esclavo tendrá de LR32 al LR63 para enviar e igual el maestro para recibir del LR32 al LR63. Voy a indicar donde debemos cambiar los parámetros para seleccionar esclavo o maestro.
Aquí tenemos que pinchar en "configuración" del primer autómata que queramos seleccionarlo como maestro. A continuación en este panel vamos a donde pone tarjeta A y seleccionamos en modo PC link unidireccional(maestro) no se ve bien pero es el de abajo. Después haremos lo mismo con el segundo autómata pero en este caso lo seleccionaremos como esclavo. A continuación, un vídeo que muestra lo que hemos hecho hasta ahora.
Importante decir que los autómatas tienen que tener modulo de comunicaciones, los dos, porque si no fuera así no podrían conectarse aunque pudiéramos conectar un cable.
Ahora con un sencillo programa veremos como esta preparado para enviar y
recibir los dos autómatas y como uno al comunicarse con el otro,
temporiza y activa una salida.
Con la entrada 00.00 activamos un move del dato 9 (que en binario es 1001)
al área de memorias del maestro en la sección de enviar
LR0.
El esclavo al recibir ese dato y activar la entrada 0.01 lo pone en
el área de memoria del esclavo en la sección de enviar y
lo envía al área de memoria de recibir del maestro
Este al activar la entrada 0.01 hace un move del dato 9 que esta
en la LR40 al canal 20
En el canal 20 como el dato en binario es 1001 vamos a conectar un
temporizador usando el primer bit del canal 20, o sea, el bit 20.00
Cuando termine de temporizar activara la salida física 100.15 En este vídeo os muestro el programa ya terminado
Espero que os halla gustado un saludo y comentar XD
CUESTIONARIO DE 10 PREGUNTAS SOBRE COMUNICACIÓN INDUSTRIAL Y REDES DE COMUNICACIÓN
1.
¿Cuál es la función de las comunicaciones industriales?
Pues según lo que he investigado y deducido son las siguientes:
1. El objetivo de comunicación es el de proporcionar el intercambio de información (de control) entre dispositivos remotos.
2. Al intercambiar esa información entre varios equipos ( plc's, pc's, sensores, estaciones de trabajo) podemos procesarla, registrarla, controlarla, etc.
3. Podemos tener históricos de errores, de información a lo largo de procesos en los cuales es importante disponer de ella.
4. Se pueden modificar parámetros de nuestros procesos desde un emisor a varios receptores y cambiar datos del proceso para una fabricación distinta a
la que existía.
5. También podemos monitorizar y ver que esta pasando en nuestro proceso a nivel tanto de actuadores y sensores (lo mas simple) como a poder ver lo que ocurre a nivel de plc's, pc's, estaciones de trabajo, etc (mas complejo).
6. Mejora del rendimiento general en todo el proceso
2. ¿Qué
tipo de alternativas de comunicación existen para comunicar los diferentes
dispositivos que forman un sistema industrial?
Existen varios medios físicos, protocolos, modos y métodos o normas de comunicación en un entorno industrial.
MEDIOS FÍSICOS
- 2 hilos:Poco inmunes al ruido ej: telefonía
- Par trenzado: Mas inmunes al ruido al ir trenzado y anular las interferencias entre los dos conductores
· UTP: Sin pantalla
· STP: Con pantalla (el apantallamiento lo hace mas inmune al recorrer po esta las perturbaciones)
- Cable coaxial: Muy utilizado. Consta de un conductor central de cobre, aislante interno, malla y aislante interno
Se puede encontrar un cable coaxial:
entre la antena y el televisor;
en las redes urbanas de televisión por cable e Internet;
entre un emisor y su antena de emisión (equipos de radio aficionados);
en las líneas de distribución de señal de vídeo (se suele usar el RG-59);
en las redes de transmisión de datos como ethernet en sus antiguas versiones
en las redes telefónicas interurbanas y en los cables submarinos.
- Fibra óptica:Transmisión de datos por un haz de luz, que puede ser visible o infrarrojo. Este tipo de medio es para mi padecer el futuro de las comunicaciones por diversos motivos.
- Ancho de banda muy superior
- Inmunidad al ruido puesto que a un haz de luz no tiene perturbaciones electromagnéticas.
- Ideal para transmisiones industriales por los ruidos externos ( motores y aparatos que emiten ruidos)
- Las velocidades de transmisión según lo que he investigado son cercanas a la velocidad de la luz (es por definición una constante universal de valor 299.792.458 m/s) similares a las de radio y mucho mas altas que por cable
También cabe destacar que presenta varios inconvenientes por eso, a día de hoy no están tan extendido su uso, pero lo estará.
- Mediante ondas: Satélite, microondas, ondas de radio moduladas en frecuencia o amplitud, etc.
Dentro de estos medios físicos podemos encontrar normas o protocolos los cuales rigen los procedimientos a seguir para interconectar diferentes elementos mediante buses de campo, o lo mas básico y simple que es conectar directamente las E/S a nuestro autómata o a bases precableadas
3. ¿Qué
problemas presenta el cableado clásico?
Al tener que cablear todos los preactuadores, sensores y demás elementos E/S se juntan muchos cables hacia nuestro autómata o cuadro eléctrico con el consiguiente gasto y deficiencia del sistema
Básicamente presentan dos problemas:
1º Debido a la longitud de los conductores existen caídas de tensión
2º Perturbaciones de los cableado de potencia hacia el cableado de señales
Por mi experiencia profesional he comprobado este fenómeno al instalar 3 variadores de frecuencia al lado de la acometida gral. de alimentación de una planta asfáltica móvil. al instalarlos y realizar la puesta en marcha, como el cableado de señales estaba a escasos 30 cm. de la acometida y era cable sin apantallar los variadores salían "locos" perdón por la expresión la avería fue difícil de averiguar pero ese dia aprendi algo bastante util. Despues de sustituir el cableado por uno apantallado y poner los variadores a una toma de tierra independiente se resolvió esta peculiar avería.
4. ¿Qué
ventajas presentan los buses de campo respecto a los otros métodos de cableado?
- Flexibilidad del sistema
- Facilidad para añadir nuevos componentes
- Mover periféricos entre pc's o plc's que comparten el mismo bus
- Economía
- Las mismas conexiones compartidas por múltiples componentes
- Manejar la complejidad partiendo el diseño: divide y vencerás
- Poder jerarquizar o tener un sistema colaborativo con escaso cableado
- Reducción del cableado. - Mayor precisión.
- Diagnosis de instrumentos de campo. - Transmisión digital.
- Calibración remota.
- Mecanismos fiables de certificación. - Reducción del ciclo de puesta en marcha de un sistema. - Operación en tiempo real.
5. ¿Qué
niveles jerárquicos presenta la pirámide CIM? Nómbralos
1º Nivel E/S: actuadores y sensores (Tambien llamado proceso)
2º Nivel campo y proceso: plc's, pc's bloques de E/S, controladores ,transmisores
3º Nivel de control: plc's y pc's
4º Nivel de gestion: estaciones de trabajo, aplicaciones de red, supervision
Según donde busquemos información nos dirá que la pirámide tiene cinco o cuatro niveles, lo que tenemos que tener claro es que hay una jerarquizacion en la comunicaciónindustrial y no podemos interconectar instalaciones complejas con AS-i al igual que una instalación simple seria una tontería interconectarla con ethernet
6. ¿Qué
tipo de bus se utilizaría en el nivel de proceso de la pirámide CIM?
- El bus tipo CAN (control area network)
- Profibus DP o DA
- AS-I Si la instalación es muy simple lo mejor seria AS-i ,el más adecuado para cablear dispositivos como actualizadores o sensores de forma barato y eficiente.
7. ¿Qué
peculiaridad tiene el cableado del bus AS-i respecto a los demás?
Segun la informacion que he visto por la red es el tipo de cableado que utiliza llamado Flat Yellow Cable .Este cable incluye dos hilos que incorpora conjuntamente la señal de alimentación (+30 V.) y la señal de control y lo del ahorro de un 15 a un 40 % en cableado.
8.
¿Cuál es el futuro de las comunicaciones industriales? Desde mi punto de vista serian dos las pautas a tener en cuenta en el futuro. 1º el modo wirless y eliminar el cableado, mucho mas economico, pero muy perturbable 2º la fibra optica por su rapidez pero tambien presenta de momento grandes inconvenientes el futuro nos lo dira mejor que un pobre mortal como yo
9. ¿Qué
diferencias existen entre los buses propietarios y los buses abiertos?
Los buses de campo propietarios son propiedad intelectual de una compañía particular. No se puede hacer demasiado con ellos a menos que se adquiera una licencia. estas son controladas a discreción del propietario, sometidas a restricciones de uso y a elevados pagos de derechos. Esto no ocurre con los buses de campo abiertos, para los que consideramos estos criterios básicos:
sus especificaciones completas deben estar publicadas y disponibles a precios razonables a cualquiera que desee adquirirlas.
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.
