CONEXIÓN PROFIBUS DP III

Configurar el funcionamiento de una cinta transportadora mediante un variador conectado a Profibus-DP de la siguiente manera:

Al accionar el  pulsador de marcha arrancaremos la cinta al 25% de la velocidad del motor, y al detectar un sensor el elemento que transporta la cinta, el motor acelerará hasta el 100% de su velocidad. Al llegar la pieza al final (detectado por otro sensor), motor parará durante 10”, para posteriormente  invertir el sentido de giro del y funcionando a la velocidad del 50% del motor, deteniéndose la cinta cuando la pieza vuelva a ser detectada por el primer sensor. El estado de la cinta transportadora estará en todo momento señalizado por lámpara (una para el paro, otra para la marcha, una para cada sentido de giro, y una para cada velocidad distinta del motor.)

Las entradas que controlan la cinta transportadora estarán ubicadas en un módulo de periferia descentralizada o autómata programable (el que se desee). El estado de la cinta transportadora se visualizará desde el autómata maestro.

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.

Vamos a describir el programa, pero antes vamos a explicar como funciona el variador.

primero, hemos de dejar 4 bytes en la memoria del PLC para el variador Micromaster.

   PZD:  área de proceso,  transmite valores de mando o valores de consigna.

       PZD1:  palabra de control,  como va a comportarse el variador. se enviaran los dos                            primeros bytes.

       PZD2:  consigna de frecuencia,  la velocidad del variador se envían en los dos                                    siguientes bytes. 

segundo, se emplearan los siguientes codigos para el control del variador. Para poner la velocidad tendremos que ponerla en hexadecimal

A continuacion, describiremos el proceso, pero de una forma resumida en un esquema.

3- Direcciones de memoria utilizadas y contenidos.

Sabemos que el variador micromaster ocupa una memoria de 4 bytes, los dos primeros bytes de control y los dos siguientes bytes de velocidad.

las direcciones serán:
                     MB0 ---PZD1
                     MB1 ---PZD1
                     MB2 ---PZD2
                     MB3 ---PZD2
                 

Para seleccionar el variador, deberemos seleccionar PROFIBUS DP, después simovert, y Micro/midimaster OPMP.

Ademas se pedía la señalización de cada uno de las posiciones:

• A125.0  =  paro
• A125.1  =  marcha
• A125.2  =  giro a derechas
• A125.3  =  giro a izquierdas
• A125.4  =  vel.25%
• A125.5  =  vel.50%
• A125.6  =  vel.100% 

4- Configuración y programación del sistema de comunicaciones.

1. deberemos poner la programación en el OB1, ademas del OB100, esta función se ejecuta cuando el PLC se enciende por primera vez.

    2. Añadiremos una función DP_SEND, para enviar los bytes al variador 

     3. Al pulsar el pulsador E125.1, enviaremos un 447E a la MW0, para habilitar el sistema y a su vez            enviara un 447F a la MW0 y un 1000 en la MW2.

      4. Cuando conectamos el interruptor del sensor E125.7, segun se compare se seteara con una o                con otra.

       5. cuando se active la marca 20.0, se enviara un 4000 a la marca MW2 y se activara un                            temporizador durante 10 segundos.

        6. Cuando el temporizador active la entrada, se enviara un 447E a la MW0 para que se pare, y                  después se enviara un 0C7F al MW0 para que gire a izquierdas, ademas de enviar un 2000 a la              MW2 para que vaya al 50%.

        7. indicador de marcha y giro a derechas activados. y giro a izquierdas y marcha activo.

        8.  indicador de velocidad al 25% y indicador del 50%

         9. indicador de velocidad al 100%.

          10. finalmente, en el OB100 se pondrá un MOVE para enviar un 447E en el MW0.

practica MPI

Conexión entre plc´s siemens por MPI

La practica consistirá en:

• Al pulsar una entrada en el PLC 1, transferiremos al PLC 2 los siguientes datos: 

Primer numero --- 31.
Segundo numero --- 210.
Tercer numero --- 89.

• El PLC 2, recibirá los datos y reflejara el tercer número en la salida.
• Al pulsar una entrada en el PLC 2, activara una salida del PLC 1 durante 5 segundos.

anotaciones previas

En esta practica usaremos dos plc´s siemens modelo S7-300. Este modelo cuenta con un potente módulo central con interfaz industrial Ethernet / PROFINET.

Programación

1. Tendremos que abrir el Simatic Step 7, crearemos un nuevo proyecto y elegiremos el tipo de PLC que se utilizara y la CPU. Y después tendremos que hacer lo mismo para crear el otro PLC. Al observar que que esta todo correcto ahora tendremos que configurar los PLC´s, para eso tendremos que pinchar en el botón  de configurar red que se encuentra en la parte superior del programa.

    2. Ahora procederemos ha comunicar los PLC´s mediante el bus de campo MPI.

     3. Ahora tendremos que definir los datos globales.

      4. Ahora debemos poner las direcciones de entrada y salidas de los PLC´s. Hemos puesto las                      direcciones en bit pero puede ponerse con marcas. 

        5. Pulsamos el botón cargar.

        6.  Nos saldrá una pantalla donde nos dice en que PLC queremos cargarlo. Primero cargaremos                 las direcciones en el equipo A.

          7. Después lo cargaremos en el equipo B.

            8. Volvemos al inicio y en el equipo A pinchamos en el bloque DB1.

           9.  Aparecerá un cuadro donde pondremos las variables que tendremos que transferir.

           10. Volvemos al inicio y en el OB1 pondremos el programa que queremos realizar.

           11. Volvemos al inicio y en el Equipo B ponemos el DB1, donde pondremos las variables.

           12. Volveremos al OB1 del Equipo B, y pondremos el programa.

            13. Ahora forzaremos las variables para que el PLC sepa que debe mover.

              14. Ya esta listo para que se comuniquen los PLC´s.

preguntas sobre las redes de comiunicación

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

Se pueden definir las Comunicaciones Industriales como: "Área de la tecnología que estudia la transmisión de información entre circuitos y sistemas electrónicos utilizados para llevar a cabo tareas de control y gestión del ciclo de vida de los productos industriales”.

En la industria coexisten una serie de equipos y dispositivos dedicados al control de una máquina o una parte cerrada de un proceso. Entre estos dispositivos están los autómatas programables, ordenadores de diseño y gestión, sensores, actuadores, etc. El desarrollo de las redes industriales ha establecido una forma de unir todos estos dispositivos, aumentando el rendimiento y proporcionando nuevas posibilidades.

                          

                            

2. ¿Qué tipo de alternativas de comunicación existen para comunicar los diferentes dispositivos que forman un sistema industrial?.

Actualmente existen diferentes alternativas, debidas principalmente a los avances tecnológicos conseguidos:

1) Cableado mediante bases de precableado.

Existen autómatas de pequeño tamaño que admiten módulos de entrada y salida de alta densidad. Estos módulos tienen una serie de conectores (diferentes a los borneros) donde se enchufan unos cables de conexión que en el otro extremo se conectan a unas bases de precableado a tornillo, donde se pueden conectar los cables de captadores y preaccionadores. Los cables que unen las bases de precableado con los módulos del autómata son realmente una manguera de cables.

    

   

De todas maneras se sigue teniendo el problema de la existencia de las mangueras de cables que van conectadas a las bases de precableado.

2) Entradas y salidas distribuidas 

Las distancias que existen en una planta industrial entre detectores, actuadores y controladores pueden llegar a ser muy importantes. Por ese motivo se colocan cajas de entradas y salidas distribuidas a lo largo de la instalación, con las que el autómata se comunica mediante un módulo de comunicaciones. Estas cajas se sitúan cerca del proceso a controlar y si es posible en la propia máquina. 

De esta manera se consigue que los cables de los sensores sean más cortos y que los preaccionadores estén más cerca de los accionadores. Esto también provoca que los cables de potencia sean más cortos, disminuyendo las posibles perturbaciones en los cables de señal y evitando las caídas de tensión.

3) Buses de campo.

  

A finales de los 80 y sobre todo en los 90, aparecen en el mercado nuevas opciones de comunicación, los buses de campo. Estos buses permiten conectar los captadores y accionadores al autómata con un cable de comunicación. Las modificaciones y ampliaciones de las instalaciones se pueden realizar fácilmente sólo con ampliar el cable del bus y conectar los nuevos componentes.

Este tipo de comunicación permite ir mas allá que la simple conexión con actuadores o captadores de tipo "todo o nada" o de tipo analógico, además permite conectar los dispositivos llamados inteligentes. Estos dispositivos pueden ser variadores de velocidad, controladores de robot, arrancadores, reguladores PID, terminales de visualización...

Gracias a estos avances es posible la fabricación flexible y los sistemas de producción integrados como los llamados CIM (Computer Integrated Manufacturing).   

3. ¿Que problemas presenta el cableado clásico?

Este método presenta diferentes problemas debido a: la longitud excesiva del cableado (con 

las consiguientes caídas de tensión que provoca) y el ruido producido entre los cables de 

potencia y de señal.

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

      -El intercambio puede llevarse a cabo por medio de un mecanismo estándar.
-Flexibilidad de extensión.
-Conexión de módulos diferentes en una misma línea.
-Posibilidad de conexión de dispositivos de diferentes procedencias.
-Distancias operativas superiores al cableado tradicional.
-Reducción masiva de cables y costo asociado.

      -Simplificación de la puesta en servicio.

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

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

En este nivel se realiza el control directo de las máquinas y sistemas de producción. Los dispositivos conectados son sensores, actuadores, instrumentos de medida, máquinas de control numérico, etc. Se suele utilizar cableado tradicional o buses de campo: AS-i.

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

Una de sus características principal 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.

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), es decir aquellas tecnologías que no utilizan el cableado físico y se comunican por ondas  a través del aire.

Este tipo de tecnologías se van introduciendo en nuestras vidas de manera muy visible en los últimos años. Desde la telefonía móvil hasta las salas VIP de lo aeropuertos españoles. Por tanto era de esperar que la industria no se hiciera esperar, aunque de momento no existe una uniformidad entre los diferentes sistemas existentes, hay muchos estándares que están en continua evolución.

Algunos ejemplos de esta tecnología son: Bluetooth, Wifi, UWB,...

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

-bus propietarios: Son sistemas pensados para trabajar en el entorno de los productos del mismo fabricante, no admitiendo comunicación con otros de la competencia.

-bus abierto: Son sistemas pensados para trabajar con productos de distintos fabricantes.

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. 

AS-I:    

     - A través del cable AS-I se transmite datos y alimentación.

     - cableado sencillo y económico.

     - Permite la conexión de sensores y actuadores No AS-i                                                 mediante módulos activos.

     - Sistema monomaestro, con un protocolo de comunicación con los esclavos                   muy sencillos.

     -Detección de errores en la transmisión y supervisión del correcto funcionamiento de los esclavos por parte del maestro de la red.

      - Transmisión por modulación de corriente que garantiza un alto grado de seguridad.

DeviceNet:

   -Utiliza el protocolo Controller Area Network (CAN) para enlace de datos y acceso al      medio.

   -configurado para operar en una arquitectura maestro-esclavo.

   - Tiene mecanismos de detección de direcciones duplicadas e asolamiento de los nudos en caso de fallo critico.

   -Puede contener hasta 64 dispositivos, diseccionados de 0 a 63.

Profibus: 

  -La tecnología más usada es la RS 485. Se usa un par diferencial con cable trenzado,   previsto para comunicación semi-duplex, aunque también con fibra óptica.

  -La longitud del bus y el nº de estaciones puede ser incrementado mediante el uso de     repetidores.

   -Máximo de 32 estaciones (maestras, esclavas o repetidores) por segmento del bus.

   -Medio de transmisión son Par trenzado y Apantallado.

Interbus:

   - Usa un sistema maestro-esclavo para acceder al medio, más un sistema de "suma     tramas" que envía todas las respuestas en un solo telegrama.

   -Numero máximo de nodos es 256.

   - Capacidad limitada para transferir grandes cantidades de información.

   -Respuesta rápida y uso eficiente del ancho de banda.

Comunicación serie de omron

Para está practica utilizaremos el modelo de autómata de omron CQM1H. Este autómata contiene dos puertos, un puerto periférico, 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.

Usaremos el modo de conexión Pc Link. Esta conexión se trata de conectar dos PLC´s entre sí, por los puertos RS-232C. Uno de los PLC´s actuara como esclavo mientras que el otro actuara como maestro.

La comunicación se realizara a través del área de datos LR. Esta área se emplea para poder mandar y recibir datos . Todos los datos que se transmiten se almacenan en el área LR.

Debemos saber que el autómata CQM1H puede transmitir 64 canales. El área LR va desde el canal LR00 hasta el LR63, empleándose los 32 primeros canales para escribir desde el maestro hasta el esclavo, (LR00 a LR31) y los 32 siguientes (LR32 a LR63) para escribir desde el esclavo al maestro.

PASOS A SEGUIR PARA LA CONEXIÓN DE AUTÓMATAS.

1-Abrimos el programa CX-PROGRAMMER, y seleccionamos en la pestaña Archivo, NUEVO, para         abrir un nuevo programa.

2-Nos saldrá un ventana donde introduciremos el tipo del PLC, y elegiremos el CQM1H. Ademas               podremos cambiar el nombre del dispositivo.

3-Antes de pulsar aceptar, debemos ir a configuraciones y elegir la.

4-Pulsaremos aceptar y nos aparecerá la pantalla donde introduciremos el programa, a la derecha se          encuentra el programa y sus componentes y tendremos que insertar un nuevo PLC, clicando                el botón derecho del ratón.

5-Deberemos hacer los mismos pasos que el 2 y el 3, y así tendremos 2 programas para los plc´s.

6-Ahora debemos pinchar en el botón de la memoria del programa del PLC que sera nuestro "esclavo".

7-Aparecerá una ventana donde nos indicara el valor que hay cargado en los LR.

8-Volveremos a la pagina del programa y pincharemos en la configuración del PLC maestro. Nos             iremos a tarjeta común A, y cambiaremos el modo a PClink unidireccional, y deberá poder cambiar       los canales de vinculo para dejarlo en LR00 a LR63.

9-Ahora volveremos a hacer lo mismo con el PLC denominado "esclavo". Pero en la tarjeta común A        deberemos cambiar el PClink unidireccional, pero el segundo, y debería estar bloqueado los canales      de vinculo.

10-Introduciremos el programa principal en el PLC maestro. Se usaran flancos de subida para activar        los MOVE. Los MOVE cargaran los números en el área de datos LR, que enviaremos al esclavo.

11-Cargaremos el programa secundario en el PLC esclavo.

12-Para cargar el programa en el PLC, primero debemos cargarlo en el maestro y después en el                  esclavo. 

13-Después transferiremos los datos al PLC.

14-YA TIENES CARGADO EL PROGRAMA EN TUS PLC´S.