Comunicación entre dos PLC's OMRON

En esta tarea práctica vamos a establecer una comunicación serie entre dos autómatas OMRON. El protocolo de comunicación utilizado en la transmisión de datos será el PC Link 1:1, un sistema propietario de OMRON. Este protocolo conecta dos PLC's entre sí por puertos RS-232C, estableciendo un autómata como Maestro y el otro como Esclavo.

Para conectar el autómata CQM1H con la programadora es necesario añadir al primero una tarjeta de comunicación extra, la CQM1H-SCB41, la cual añade dos puertos adicionales que se pueden utilizar para conectar ordenadores, terminales programables, dispositivos serie externos o dispositivos de programación distintos a la consola.

Procedimiento

• Lo primero que debemos hacer, una vez abierto CX-Programmer, es crear el primer PLC, al que denominaremos "Maestro". El tipo de dispositivo que vamos a utilizar es el CQM1H. Debemos asegurarnos de que el Tipo de Red es SYSMAC WAY.

• Dentro de la Configuración de tipo de dispositivo debemos seleccionar como Tipo de CPU la CPU51.
• Nos aparecerá la siguiente pantalla. Es cuando debemos crear el segundo PLC, que actuará como Esclavo. Para ello pulsamos con el botón derecho sobre el proyecto y pulsamos Insertar PLC... Después deberemos configurarlo tal y como hemos hecho con el PLC Maestro en los dos pasos anteriores.

•  Una vez tengamos definidos los dos automatas debemos configurar cada uno de ellos. El primero lo configuraremos como Maestro, pulsando en Configuración, en la pestaña Tarjeta de comun. A y seleccionando el Modo PC Link unidireccional (abajo).
•  El segundo lo configuraremos como Esclavo, haciendo lo mismo que en el PLC Maestro, pulsando en Configuración, en la pestaña Tarjeta de comun. A, pero seleccionando en este caso el Modo PC Link unidireccional (arriba).

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Área  de datos LR

La comunicación se realizará a través del área de datos LR. Este área se emplea para poder mandar y recibir datos.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 PLC que vamos a emplear nosotros, 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 el 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.

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•  Este es el código de programación del primer PLC, el que actúa como Maestro:

 Recalcar que:

- Los datos introducidos en la instruccion MOV deben ser de tipo hexadecimal. Por tanto el 31 será el #1F, el 210 será el #D2, y el 89 será el #59. 

- P_On es un bit que estará siempre activo.

- El valor introducido en el temporizador TIM no es #5 como está en la imagen, sino #50, para establecer los 5 segundos requeridos en el enunciado.

•  Este es el código de programación del segundo PLC, el que actúa como Esclavo:
•  Cuando vayamos a cargar los programas a debemos asegurarnos que la barra de herramientas tenga las siguientes opciones activadas. Una vez las tengamos marcadas ya podemos transferir los datos a un PLC pulsando el botón remarcado en rojo.

Nos aparecerá la siguiente pantalla, en la que debemos desmarcar la opción Funciones de expansión, y marcar la opción Configuración. Pulsando en Aceptar transferimos el programa.

• Una vez cargado el programa en el autómata 1, deberemos repetir el paso anterior con el otro PLC.

Es el momento de comprobar si ambos PLC´s se comunican, y transmiten los datos correspondientes de forma correcta. Si existe comunicación entre los autómatas deberá parpadear en ambos el LED Comm1, y para comprobar que los datos son correctos comprobaremos los LEDs de salidas. Todo esto se localiza en el panel indicado en la imagen con la flecha roja.

Comunicación entre dos PLC's SIEMENS

En esta tarea práctica vamos a establecer una comunicación serie entre dos  autómatas SIEMENS. El protocolo de comunicación utilizado en  la transmisión de datos será el MPI (Multi Point Interface), un sistema propietario de SIEMENS. Este protocolo utiliza la conexión RS-232, pero si queremos conectar el autómata con la programadora (PC), necesitaremos un adaptador específico de la marca que nos transforme la señal. El cable utilizado para interconexionar ambos PLC's será de tipología Profibus.

Características de la comunicacion MPI

• 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 red: Longitud de segmento 50mts. Con repetidores RS 485 hasta 1100m F.O > 100km
• Topología Eléctrica: Línea Óptica: Arbol, estrella, anillo
• Servicios de comunicación: Funciones PG/OP, Funciones S7, Funciones básicas S7, Comunicaciones por datos globales.

Procedimiento

Los primeros pasos (iniciar SIMATIC, crear un programa, crear los sistemas, insertar bastidor y CPU's...) los vamos a obviar y comenzaremos la explicación partiendo de ahí. Por tanto tendremos ya creados en el programa los dos autómatas con los que vamos a establecer la comunicación.

• Debemos configurar la comunicación entre la programadora y el autómata. Para ello pulsaremos en la pestaña Herramientas la opción Ajustar interface PG/PC. Nos aseguramos de tener seleccionado PC Adapter (MPI), y dentro de propiedades un puerto que no esté siendo utilizado (en nuestro caso COM1).

• En la pantalla de configuración de red MPI, debemos unir a la red los dos autómatas. Para ello arrastramos desde el cuadrado rojo de cada PLC a la linea roja de la parte superior.

• Lo siguiente es configurar las direcciones de ambos autómatas para que no tengan la misma dirección. Esto lo suele hacer de forma automática, pero si no lo hiciera debemos pulsar en Propiedades del objeto...

• El primer autómata llevará la dirección 2. El segundo, la 3. Finalizado esto tendremos configurados la comunicación MPI de los PLC's.

• El siguiente paso será crear los bloques de datos (DB) en cada uno de los autómatas en los que se almacenarán ciertos datos. Para crearlo pulsamos en Insertar nuevo objeto y en Bloque de datos.

• En el DB1 del primer autómata de establecemos una serie de bytes para almacenar los valores previos, que en nuestro caso son los números 31, 210 y 89. Ademas reservamos otros bytes para almacenar la información que venga del otro autómata, dejando el Valor inicial vacío. Cada dirección reservada son 2 Bytes.

• En el DB1 del otro autómata haremos lo opuesto: reservaremos las direcciones en las que el autómata va a almacenar los datos que recibe del autómata 1. Por tanto dejaremos en blanco el Valor inicial de los Bytes reservados para recibir los números 31, 210 y 89.

• A continuación vamos a definir la tabla de datos globales. En esta indicaremos que datos se van a emitir o recibir, y en que dirección se van a comunicar. Para ello, en la pantalla de configuración de red MPI pulsamos en Herramientas y en Definir datos globales. 

La forma de definir los datos globales es la siguiente:

Las celdas resaltadas en azul-verde turquesa son las definidas como emisor. Por tanto la tabla de datos globales GD sería la siguiente:

• Este es el codigo en lenguaje KOP del autómata 1

• Este es el codigo en lenguaje KOP del autómata 2 
  
  
  
  
  

Cuestiones sobre Redes de Comunicación

• ¿Cuál es la función de las comunicaciones industriales?

La principal función de las comunicaciones industriales es la de permitir 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...

• ¿Que tipo de alternativas de comunicación existen para comunicar los diferentes dispositivos que forman un sistema industrial?

Actualmente, existen diferentes alternativas para comunicar los dispositivos de un sistema industrial:

Cableado clásico: Los captadores se cablean hilo a hilo a las entradas del autómata por borneros de tornillo y las salidas se cablean a los preactuadores.

Sistemas de precableado: Los módulos de entradas y salidas de alta densidad tienen una seria de conectores donde se enchufan unos cables de conexión que en el otro extremo se conectan unos buses de precableado a tornillo, donde se pueden conectar los cables de actuadores y preaccionadores.

Entradas y salidas distribuidas: Consiste en la disposición de cajas de entradas y salidas distribuidas a lo largo de la instalación, con las que el autómata se comunica con un modulo de comunicaciones


Buses de campo: Los buses de campo permiten conectar en un solo cable de comunicación los distintos actuadores y accionadores al autómata.

• ¿Qué problemas presenta el cableado clásico?

Los principales problemas son debidos a la longitud excesiva del cableado y el ruido o perturbaciones producidas 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.

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

Las principales ventajas son:

- 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.

• ¿Qué niveles jerárquicos presenta la pirámide CIM? Nómbralos

- Nivel 4: de factoría

- Nivel 3: de planta

- Nivel 2: de célula

- Nivel 1: de campo

- Nivel 0: de proceso

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

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.

• ¿Que peculiaridad tiene el cableado del bus AS-i respecto a los demas?

El bus AS-i utiliza un tipo de cable denominado Flat Yellow Cable: Este cable incluye dos hilos que incorporan conjuntamente la señal de alimentacion y la señal de control.

• ¿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...

• ¿Que diferencias existen entre los buses propietarios y los buses abiertos?

- Bus propietario: Son propietarios de una compañía o grupo de compañías, y para utilizarlos es necesario obtener una licencia, que es concedida a la empresa que la disfruta con una serie de condiciones asociadas, y a un precio considerable.

- Bus abierto: Las especificaciones son públicas y disponibles a un precio razonable. Los componentes críticos también están disponibles. Los procesos de validación y verificación están bien definidos y disponibles en las mismas condiciones que los anteriores.

• Tabla de características de los distintos buses de campo: