Redes de Comunicación Industrial. Guía 2

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Facultad: Ingeniería Escuela: Electrónica Asignatura: Redes de Comunicación Industrial Lugar de ejecución: Instrumentación y Control (Edificio 3, 2da planta). Se hará en dos sesiones

Tema: Comunicación en Serie. Interfaz RS-422/RS-485. Objetivos Específicos • •

Conocer los buses para comunicación multipunto RS-422/RS-485. Configurar, poner a punto y comunicar controladores y dispositivos industriales usando el bus RS-485 y un protocolo abierto como lo es el Modbus RTU.

Materiales y Equipo • • • • • • • • •

• • • • • • • • • • • • • • • • • • •

1 Cable apantallado de 2 hilos 1 Cable de interfaz USB 1 Cable Interfaz Siemens PC/PPI 1 Cable serie de 9 pines null modem cruzado (macho - hembra) 39 Cables con terminales de 4mm 6 Cables con terminales de 4mm a 2mm 3 Cables Profibus 1 Cautín 1 Computadora con puerto serie RS-232 y con los siguientes software instalados: Visual Basic 6.0, Enode 21, CX- Programmer V9.0 (con los bloques EasyModbus_Read.cxf y EasyModbus_Write.cxf), Step 7 Microwin 4.0 o superior (con las librerías para trabajar con Modbus y USS) 1 Conector Profibus 3 Controladores de procesos Omron E5CC 1 Convertidor RS-232 a RS-485 Circutor 1 Destornillador plano de 2mm 1 Destornillador plano de 3mm 1 Destornillador tipo cruz #3 1 Fuente de 24VDC 1 Fuente de +/-15VDC 1 Medidor de potencia VERIS H8437V 3 Motores trifásicos de inducción tipo jaula de ardilla de 0.21 Kw. 1 Pinza 1 PLC Omron CP1H con la tarjeta de comunicaciones RS422/485 CP1W-CIF11 1 PLC Siemens S7-200 CPU 224 con alimentación DC 6 Puentes 1 PT100 1 Resistencia de 120 ohm 2 Sondas de temperatura-termocupla Lucas Nülle SO3535-7C 1 Tenaza 3 Variadores de frecuencia Siemens Sinamics V20 o G110

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Introducción Teórica Topología de las redes multipunto. Debido a que los buses RS-422 y RS-485 permiten la conexión multipunto, con ellos se pueden tener diferentes topologías de redes de comunicación industrial:

Figura 1. Topologías de red. Protocolo Modbus RTU. Transacción Query-Response:

Figura 2. Inicio de comunicación con el protocolo ModBus.

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Figura 3. Respuesta del esclavo ante consulta del maestro en el protocolo ModBus. Query: Consulta • La “función a ejecutar” le dice al esclavo seleccionado que acción tomar. • Ejemplo: Función ejecutar = 03 => leer registros y responder con su contenido. – => El campo datos contendrá la información necesaria para informarle al esclavo en que registro comenzar y cuantos registros leer. Response: Respuesta • El esclavo responderá con la información solicitada o bien tomará la acción indicada por el maestro. • En una respuesta normal, el campo “Función a ejecutar” será un eco del campo de la consulta. – => El campo de datos contendrá la información solicitada. • Si un error ocurre en el campo “Función a ejecutar” el código será modificado indicando error. – => El campo datos contendrá información indicando e tipo de error. Principio Maestro - esclavo • En un sistema Maestro Esclavo solo un maestro (al mismo tiempo) puede ser conectado al bus, y uno o varios (máx. 247) esclavos pueden estar conectados al mismo bus serial. • La comunicación ModBus es siempre inicializada por el Maestro. • El maestro solo puede iniciar una transacción al mismo tiempo. • Los esclavos nunca van a transmitir datos sin una solicitud del maestro. • Los esclavos nunca se van a comunicar entre sí. • Cada esclavo solo puede tener una única dirección para poder ser accesado. • El maestro puede realizar una comunicación de dos maneras : Unicast/Broadcast modes • El protocolo Modbus establece el formato de la solicitud de información. • Se define un código de función sobre la acción que se va a tomar. • El formato establece un campo para los datos a enviar, y uno para el sistema de comprobación de error. • El mensaje de respuesta del esclavo funciona exactamente igual. • Si ocurre un error en el envío del mensaje, el esclavo no puede ejecutar la orden y genera un mensaje de error que se enviará al maestro. Unicast Mode El maestro direcciona a un esclavo en particular, el cual responde después de haber recibido la solicitud, de esta manera la transacción consiste de dos mensajes : request/reply.

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Figura 4. Modo de comunicación Unicast del protocolo ModBus. Broadcast Mode El maestro envía una solicitud a todos los esclavos, no se regresa ninguna respuesta en este modo. Esto función es estricta para enviar comandos a los esclavos, los cuales deben de aceptarlos.

Figura 5. Modo de comunicación Broadcast del protocolo ModBus. Estructura de la Trama La estructura de la trama es la misma para la solicitud ( Maestro ) como para la respuesta ( Esclavo )

Figura 6. Estructura de la trama ModBus. Campo Dirección. Reglas de direccionamiento Los direccionamientos pueden ser hasta 255 La dirección 0 se reserva para la función “broadcast”, y es reconocida por todos los esclavos. El nodo maestro no tiene una dirección específica.

Figura 7. Rango del campo Dirección de la trama ModBus.

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La estructura de la trama es la misma para la solicitud ( Maestro ) como para la respuesta ( Esclavo ).

Figura 8. Estructura de la trama ModBus. Campo Función.

Figura 9. Opciones permitidas del campo Función de la trama ModBus.

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Figura 10. Descripción de la función 02 del protocolo ModBus.

Figura 11. Ejemplo del uso de la función 02. Lectura de entradas discretas.

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Figura 12. Diagrama de estado para la función 02 (Lectura de entradas discretas) del protocolo ModBus.

Figura 13 Códigos de excepción del protocolo Modbus.

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La estructura de la trama es la misma para la solicitud ( Maestro ) como para la respuesta (Esclavo).

Figura 14. Estructura de la trama ModBus. Campo Checksum. Trama Modbus RTU Solicitud del maestro de leer palabras “ words “ W5 y W6 en el esclavo 7

Figura 15. Ejemplo de uso del función 03. Lectura manteniendo los registros de la trama ModBus. El protocolo Modbus , en el nivel 2 del modelo OSI, se puede separar en dos niveles. 1) El protocolo MAESTRO / ESCLAVO 2) El modo de transmisión ( RTU / ASCII ) La selección del modo RTU / ASCII concierne únicamente a redes standard MODBUS. • Define el contenido de bits del mensaje enviado en la red. • Determina cómo va a ser empacada la información en los campos de mensaje. Modo RTU ( Remote Terminal Unit ) Sistema de codificaciòn : - Cada Byte ( 8 bits ) contiene 2 caracteres hexadecimales de 4 bits - Sistema hexadecimal : 0-9,A-F Bits por Byte : - 1 start bit - 8 bits de datos - 1 bit para par/impar, no paridad ->no bit - 1 stop bit para paridad, 2 si no hay paridad Campo “Error Check Field” : - Cyclical Redundancy Check (CRC) Sistema de paridad impar es necesario (otros modos pueden ser usados, par/no paridad, esto con el fin de obtener mayor compatibilidad con otros productos). El modo por “default” es PARIDAD IMPAR NOTA : si se usa modo “ no paridad “, se requieren 2 stop bits

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Figura 16. Sistemas de codificación para el chequeo de error. Métodos de revisión de error ( Error Checking Metod ) El protocolo standard de ModBus presenta dos formas para revisar el error de transmisión : • Parity Checking ( even / odd ), es opcional. • Frame Checking ( CRC / LRC ), se aplica al mensaje completo El usuario puede configurar para tener paridad par/impar (even/odd), o NO usar este método, sin embargo es altamente recomendado. En cualquiera de los dos casos par/ impar, un bit va a ser tomado para esta revisión, dando como resultado un 0 ó un 1 de acuerdo al dato. Por ejemplo, tenemos el siguiente dato contenido en la trama de modo RTU (8 bits): 1100 0101 ----> cantidad total de 1's es : 4 Even Parity --> Parity bit = 0 --> No. Par (4) Odd Pariry --> Pariry bit = 1 --> No. Impar(5) Resumen: • Modo ASCII Cada byte en la trama se envía como 2-character ASCII. • Modo RTU Cada byte en la trama se envía como 2-character 4-bit hexadecimales. La principal ventaja de RTU es que envía la información más rápido. El modo ASCII permite un intervalo de tiempo de 1 segundo entre 2 caracteres sin generar errores de transmisión.

Procedimiento Nota: Para la realización de esta práctica uno de los grupos iniciará con la Parte I, otro grupo con la parte II y otro con la parte III, luego se intercambian. Parte I. Armado del sistema de comunicación RS-485 entre una PC y un medidor de potencia VERIS H8437V. 1. Lea la siguiente información acerca del medidor de potencia VERIS H8437V: El medidor de potencia VERIS H8437V opera como esclavo Modbus RTU y con los siguientes parámetros de comunicación:

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Parámetro Valor Trama Modbus RTU (binaria) Velocidad de transmisión 9600 Bits de datos 8 Paridad Ninguna Bits de paro 1 Tabla 1. Parámetros de comunicación del VERIS El conversor RS-232 / RS-485 SDC optoacoplado con control RTS tiene la siguiente configuración para lograr la comunicación con el sistema:

Figura 17. Configuración del conversor RS-232/RS-485 Longitud de datos: 10 bits. 1 ON, 2 OFF. Velocidad en baudios: 9600. 3 OFF, 4 ON, 5 OFF y 6 OFF. Comandos Modbus soportados por el VERIS H8437V:

Figura 18. Comando ModBus soportados por el medidor de potencia VERIS H8437. Todos los datos están disponibles en dos formatos: Números enteros de 16 bits. a. Para sistemas que no pueden procesar números de punto flotante. b. Cada uno debe ser multiplicado por un factor de escala o multiplicador para obtener el dato correcto. c. Muchos datos requieren de multiplicadores diferentes dependiendo del rango de amperaje máximo del medidor. d. Teóricamente dos veces más rápido que el punto flotante (la velocidad se ve afectada por el encabezado Modbus y los tiempos de silencio entre tramas). Números de punto flotante de 32 bits. a. Para sistemas que pueden procesar números de punto flotante. b. Representa el verdadero valor, sin importar el tipo de datos o rango de amperaje del medidor (no se necesitan multiplicadores). Los valores de punto flotante tienen el formato estándar IEEE-754.

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Debido a que Modbus proporciona solo registros de 16 bits, deben leerse dos registros para obtener los 32 bits. Para eliminar la posibilidad que el dato cambie entre la lectura de las dos mitades de 16 bits, el medidor retiene el valor previo de 32 bits solicitado. 2. Abra el medidor de potencia VERIS H8437V y verifique que se encuentre implementado el sistema para medir voltaje monofásico tal como lo indica el manual y se muestra en la Figura 19.

Figura 19. Diagrama de conexión para la medición de voltaje de fase con el medidor de potencia VERIS H8437V. 3. Realice las conexiones mostradas en la Figura 20 para la comunicación RS-485 entre un VERIS y una PC.

Figura 20. Diagrama de conexión para la red RS-485 entre la PC y el medidor de potencia VERIS H8437V. 4. Corra el programa Enode 21 para comprobar que la comunicación Modbus con el VERIS H8437V se está realizando sin problemas: El programa se encuentra en el escritorio de su PC dentro de la subcarpeta RCI111/guia2/

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Figura 21. Pantalla principal del software Enode21 del medidor de potencia VERIS H8437V. 5. Seleccione COM1, el escaneo del puerto comenzará y aparecerá en el cuadro de texto de “Enercept Devices” el VERIS H8437V. Al finalizar el escaneo se mostrarán los datos de KWH, Amps, etc. 6. Haga clic en el botón Show Comm y explore las tramas Modbus. Anote sus comentarios: ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 7. Modifique el programa 2devlink en Visual Basic 6.0 de la práctica anterior para medir el voltaje de Fase 1-N y el consumo de energía real como se muestra en la siguiente figura:

Figura 22. Pantalla principal del software en Visual Basic para comunicarse con el VERIS H8437V. Sugerencia: Al menos necesitará 1 subrutina para convertir 4 bytes hexadecimales a punto flotante de precisión sencilla (single) y en el caso de que quiera revisar si hay errores en la trama, necesitará una rutina de cálculo del CRC16. 8. ¿De qué longitud es la trama ModBus que se tiene que leer?______________________ 9. ¿Cuál es la posición donde inicia el byte que posee la información del consumo de energía real?____________________________________________________________ 10. ¿Cuál es la posición donde inicia el byte que posee la información del voltaje de fase 1-n? ________________________________________________________________ 11. Apague y desconecte todo el equipo relacionado con el VERIS H8437V.

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Parte II. Control desde un PLC de un variador de velocidad Sinamics V20 o G110 de Siemens. 12.

Sin energizar el sistema realice las conexiones del variador Sinamics V20 o G110 y un motor de inducción trifásico jaula de ardilla tal como se muestra en la Figura 23.

Figura 23. Conexión de variador y motor. 13. Pida al docente de laboratorio que revise las conexiones antes de continuar. 14. A continuación se procederá a configurar el variador de frecuencia para el motor que se le va a conectar y para el tipo de control a utilizar, inicialmente se realizará para operarlo en modo manual y luego para hacer el control con el PLC. Energice el sistema. 15. Para acceder a los parámetros ya sea de lectura/escritura (P) o solo de lectura (R), en el Sinamics V20 presione la tecla , mientras que en el Sinamics G110 debe presionar la tecla

.

16. Con las teclas

o

ubíquese en el parámetro P0003, para ingresar al parámetro en el

Sinamics V20 presione la tecla

y en el G110 la tecla

.

17. Con las teclas o coloque el valor de 3, luego presione de nuevo la tecla o para fijar el parámetro. 18. De la misma forma ajuste los parámetros que se muestran en la Tabla 2, vaya verificando que los datos ingresados sean los mismos que los de la placa del motor.

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Redes de Comunicación Industrial. Guía 2 Parámetro

Función

Configuración

P0003 P0010 P0100

Nivel de acceso de usuario Parámetro de puesta en marcha Selección de 50/60 Hz

3 (Nivel de acceso experto) 1 (Puesta en marcha rápida) 2 (Norteamérica [KW], 60 Hz)

P0304 Para V20 P0304 [OK] en In 000 [OK]

P0305

Nota: La entrada de los datos de la placa de características tiene que corresponder con el cableado del motor (en estrella o triángulo).

Tensión nominal del motor [V]

220

Corriente nominal del motor [A]

1.2

Potencia nominal del motor [KW]

0.21

Factor de potencia nominal del motor (cos ϕ)

0.75

Frecuencia nominal del motor [Hz]

60

Velocidad nominal del motor [RPM]

1610

Selección de la fuente de señales de mando

1 (Panel de mando(teclado))

Selección de consigna de frecuencia

1 (Consigna MOP)

Frecuencia mínima del motor [Hz]

0

Frecuencia máxima del motor [Hz]

60

Tiempo de aceleración [s]

10

Para V20 P1121 [OK] en In 000 [OK]

Tiempo de desaceleración [s]

10

P0010

Parámetro de puesta en marcha inhibición inversión de sentido de MOP

0 (Preparado)

Para V20 P0305 [OK] en In 000 [OK]

P0307 Para V20 P0307 [OK] en In 000 [OK]

P0308 Para V20 P0308 [OK] en In 000 [OK]

P0310 Para V20 P0310 [OK] en In 000 [OK]

P0311 Para V20 P0311 [OK] en In 000 [OK]

P0700 Para V20 P0700 [OK] en In 000 [OK]

P1000 P1080 Para V20 P1080 [OK] en In 000 [OK]

P1082 Para V20 P1082 [OK] en In 000 [OK]

P1120 Para V20 P1120 [OK] en In 000 [OK]

P1121

P1032

0 (Habilitado)

Tabla 2. Parámetros a configurar en el variador para el motor a utilizar. 19. Para salir de la configuración, en el Sinamics V20 debe presionar la tecla

por más de 2

segundos mientras que en el Sinamics G110 debe presionar la tecla y luego para salir. 20. Arranque el convertidor presionando la tecla , el motor deberá activarse, con las teclas o

modifique la frecuencia de funcionamiento.

21. Compruebe el cambio de sentido de giro, en el Sinamics G110 presione la tecla Sinamics V20 presione conjuntamente las teclas 22. Detenga el convertidor presionando la tecla 23.

, y en el

y .

Desenergice el sistema y espere a que se apague la pantalla del variador para continuar.

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24. Sin desconectar el sistema anterior, realice las conexiones para controlar la velocidad del motor desde un PLC Siemens S7-200 CPU 224, tal como se muestra en la Figura 24. Verifique que el PLC sea CPU224 DC/DC/DC antes de continuar.

Figura 24. Diagrama de conexión de PLC S7-200 CPU 224 en red con bus RS-485 y protocolo USS con variador Simatic V20 o G110. 25. En el PLC se encuentra justo debajo de donde dice CPU224 DC/DC/DC un interruptor para colocarlo en modo RUN, TERM o STOP, ponga el interruptor en STOP. 26. Pida al docente de laboratorio que revise las conexiones antes de continuar. 27. Energice el sistema y modifique en el variador los parámetros que se muestran en la Tabla 3. Parámetro

Función

Configuración

P0700

Selección de la fuente de señales de mando

5 (Vía protocolo USS)

Selección de consigna de frecuencia

5 (USS por RS485)

Velocidad transmisión USS

6 (9600 bps)

Dirección USS (puede ser de 0 a 31)

0

Para V20 P0700 [OK] en In 000 [OK]

P1000 P2010 Para V20 P2010 [OK] en In 000 [OK]

P2011 Para V20 P2011 [OK] en In 000 [OK]

P2012 Para V20 P2012 [OK] en In 000 [OK]

P2013 Para V20 P2013 [OK] en In 000 [OK]

Define el número de palabras de 16 bits en la parte PZD del telegrama USS (0 a 8) Define el número de palabras de 16 bits en la parte PKW del telegrama USS.

.

2 127 (Longitud variable)

Tabla 3. Parámetros a configurar en el variador para trabajar con RS-485 y protocolo USS. 28. Si está trabajando con el Sinamics V20 verifique que en el parámetro P2023 (Selección de protocolo RS485) esté el valor de 1 (USS) si es así continúe con el paso 29, sino cámbielo a 1, desenergice el convertidor, espere a que se haya apagado la pantalla y luego vuelva a conectar la alimentación. 29. Desconecte momentáneamente el cable Profibus del PLC y ahora conecte al PLC con la computadora a través del cable multimaestro PC/PPI (si está trabajando con una máquina virtual no olvide seleccionarlo para que esta lo reconozca).

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30. Ejecute el programa Step7-MicroWIN, del menú “CPU”, seleccione la opción “Tipo...”, se abrirá un cuadro de diálogo, ahí elija “Leer CPU”, al presionar el botón se actualizará la CPU (si da error notifique al docente de laboratorio), de clic en “Aceptar” y continúe. 31. Escriba el programa que se muestra en la Figura 25, para colocar los elementos ubíquese en la posición de la Network donde colocará el elemento y luego de clic en el icono del elemento que necesite

.

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Figura 25. Programa escrito en el software MicroWin 4.0 para control del variador de frecuencia por medio del PLC S7-200 CPU 224. 32. Asigne la memoria V de las operaciones de librería haciendo clic con el botón derecho del ratón (para acceder al menú contextual) en el nodo ”Bloque de programa” del árbol de operaciones y seleccione la opción ”Asignar memoria a librería” (Ver Figura 26)

Figura 26. Asignar memoria a librería. 33. En la ventana que se abre de clic en el botón “Proponer Dirección” y luego en “Aceptar”. 34. De clic en el botón “Compilar” , si la compilación fue exitosa se indicará que no hay errores, si los hay verifique cuales son para corregirlos en el programa. 35. Una vez que se haya compilado correctamente, de clic en el botón ”Cargar en CPU” 36. Cuando haya cargado el programa, desconecte el cable PC/PPI y vuelva a conectar el cable profibus. 37. Coloque el interruptor en el PLC en modo RUN y los interruptores de paro (I0.5 e I0.6) en 1 para que no estén activados. 38. Active la entrada I0.0 para arrancar el motor y con ayuda de un destornillador gire el potenciómetro integrado 0 en el PLC para modificar la velocidad del motor. 39. Cambie la dirección de giro activando la entrada I0.1 del PLC. ¿Funciona adecuadamente el protocolo en esta red punto a punto?________________ ¿Cuáles son las diferencias entre esta parte de la práctica y la parte I anterior respecto al funcionamiento del sistema?_______________________________________________ 40. A continuación se realizará el control desde un PLC de tres variadores de velocidad (2 Sinamics V20 y 1 G110), para ello arme el sistema que se muestra en la Figura 27. (No olvide activar los DIP switch ubicados detrás de la pantalla del G110 para colocar la resistencia terminadora de bus)

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41. Configure los variadores y modifique el programa en el PLC para realizar el control. La velocidad de los tres motores será gobernada por un único potenciómetro y todos tendrán los mismo paros, solo los arranques serán individuales. 42. Ejecute el programa y compruebe el correcto funcionamiento del sistema. 43. Apague y desconecte dejando todo el equipo ordenado.

Figura 27. Diagrama de conexión de 1 PLC S7-200 y 2 variadores de frecuencia Sinamics V20 y 1 G110 conectados a motores trifásicos. Parte III. Red Modbus entre un control de procesos E5CC y un PLC CP1H 44.

Sin energizar aún el PLC CP1H conecte el cable de alimentación y dos pulsadores normalmente abiertos, según el tipo de alimentación que tenga el PLC asignado, en la Figura 28(a) se muestra el diagrama de conexión para PLC con alimentación de 100240VAC y en la Figura 28(b) para PLC con alimentación de 24VDC

Figura 28. Conexión para PLC CP1H con alimentación (a)100-240VAC y (b) 24VDC. 45. Compruebe en el PLC que esté puesta la tarjeta de comunicación RS422/485 CP1W-CIF11 y que los DIP SWITCH que se encuentran en la parte trasera de la tarjeta estén todos en ON, a excepción del #4, el cual no se utiliza (ver Figura 29).

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Figura 29. Configuración de tarjeta de comunicaciones CP1W-CIF11. 46.

En la Figura 30 se muestra la disposición de terminales del controlador de procesos Omron E5CC con los que se cuenta en el laboratorio. Sin energizar aún realice las conexiones de alimentación, del sensor RTD PT100 y de red con el PLC CP1H mostradas en la Figura 31.

Figura 30. Disposición de terminales del controladores Omron E5CC.

Figura 31. Conexión del bus de comunicación entre PLC y Controlador de procesos conectado a una PT100. 47. Pida al docente de laboratorio que revise las conexiones antes de continuar. 48. Energice el sistema. En la Figura 32 se muestran las partes del panel frontal del controlador de procesos Omron E5CC, para iniciar la configuración teniendo el cuidado de no tocar la parte de atrás del controlador, presione la tecla de nivel por más de 3 segundos, este comenzara a parpadear hasta ingresar al menú de “Nivel de selección inicial”, deberá mostrarse en el display 1 “Input type”.

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Figura 32. Partes del panel frontal del controlador de procesos Omron E5CC. 49. Presione las teclas o hasta que el display 2 indique “1” que es el código para indicar la PT100 en cierto rango de temperatura. La Tabla 4 muestra algunos de los tipos de entrada disponibles para el controlador E5CC. 50. Presione brevemente la tecla de modo para fijar el valor configurado. El display cambia hacia que es el parámetro para seleccionar la unidad de temperatura asegúrese que esté en °C, sino colóquelo con las teclas o y presione para fijar el valor. 51. Ahora presione la tecla de nivel brevemente para entrar al “Nivel de ajuste”, deberá mostrarse en el display 1 que es el parámetro de selección de protocolo. 52. con las teclas

o

seleccione como protocolo

(modbus) y presione

para fijar el

valor. 53. De la misma forma ingrese los demás parámetros de comunicación que se muestran en la Figura 33.

Figura 33. Parámetros de comunicación. 54. Ahora presione la tecla de nivel brevemente para regresar al “Nivel de selección inicial” y luego presiónela de nuevo por lo menos 1 segundo para regresar al “Nivel de operación” donde deberá mostrarse el valor de PV (Process Value) con el valor de temperatura ambiente y SV (setpoint value), si se indica el mensaje (error de sensor o de entrada) en display 1, revise las conexiones y configuraciones.

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Tabla 4. Algunos tipos de Entrada para el E5CC. 55. A continuación se va a habilitar la opción para permitir que se puedan modificar los parámetros en el controlador a través de la comunicación serial, para ello estando en el “Nivel de operación”, presione la tecla brevemente para pasar al “Nivel de ajuste”, será mostrado. 56. Presione la tecla

hasta que el parámetro

sea mostrado, con la tecla

o

coloque este parámetro en ON, aparecerá un indicador CMW en el controlador indicando que esta habilitada esta opción. 57. Presione la tecla al menos tres segundos para pasar al “Nivel de selección inicial” y luego al menos un segundo para pasar al “Nivel de operación”. 58. Abra el CX-Programmer y cree un programa utilizando el PLC modelo CP1H. 59. Para configurar el módulo CP1W-CIF11, de doble clic en “Configuración” en el área de proyectos y luego en la pestaña “Puerto serie 2”, ahí cambie los siguientes parámetros (ver Figura 34). • Configuración de comunicaciones: Personalizada • Velocidad: 9600 • Formato: 8, 1, N • Modo: Puerta de enlace serie

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Figura 34. Configuración de parámetros de comunicación. 60. Conecte a la PC con el PLC a través de un cable USB (Si está usando una máquina virtual no olvide habilitar al PLC Omron en los dispositivos USB). Entre a modo Online y transfiera la configuración al PLC. Los PLC poseen bloques predeterminados para la programación de funciones especiales, y también pueden desarrollarse propios y compartirse con otros programadores, los bloques mostrados en la Figura 35 fueron desarrollados por programadores para utilizar la función EASY MODBUS para configurar de forma más rápida la trama de comunicación tanto para lectura como escritura y pueden ser utilizados para datos de hasta 1 WORD (2 BYTES ó 16 Bits).

Figura 35. Bloques para utilizar EASY MODBUS. 61. Verifique que se encuentren los archivos EasyModbus_Read.cxf y EasyModbus_Write.cxf en el escritorio dentro de la subcarpeta RCI111/guia2/Bloques ModBus OMRON. 62. Salga del modo Online y en el área de proyectos de clic derecho en “Bloques de función”, luego en “Insertar bloque de función” y en “desde archivo” (Ver Figura 36).

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Figura 36. Insertar bloques de función desde archivo. 63. Busque la ubicación de los bloques (con la extensión .cxf) y seleccione los bloques a insertar. Estos aparecerán en el menú “Bloques de función” (Ver Figura 37).

Figura 37. Bloques de función agregados. 64. Coloque en la primera línea un contacto de P_On (siempre encendido) y seguido el bloque de función de lectura, para ello de clic en el ícono “Nueva Llamada Bloque Función” (Ver Figura 38) o presione la tecla “F”. Nombre el bloque como “Lectura” y elija el bloque EasyModbus_Read.

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Figura 38. insertar bloque de función. 65. De igual manera cree otra network con un contacto P_On seguido de un bloque EasyModbus_Write, colóquele el nombre “Escritura”. 66. Coloque los parámetros mostrados en la Figura 39 a ambos bloques, respetando los símbolos de # y &, según sea el caso, para ello de clic en el ícono “Nuevo Parámetro de Bloque de Función” (Ver Figura 40) o presione la letra “P”.

Figura 39. (a) Network con bloque “Lectura” y (b) Network con bloque “Escritura”.

Figura 40. Insertar parámetro de bloque de función. 67. Transfiera el programa al PLC y colóquelo en modo monitorización. 68. Del menú “Ver”, seleccione “Ventanas”, luego “Vigilar” (Figura 41) y escriba las áreas de memoria D1, D10 y D11 para monitorear los datos mostrados en los registros del PLC.

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Figura 41. Ventana de vigilancia. 69. Active el pulsador de la entrada 0.01 y verifique que en D1 se muestra el valor que corresponde al valor que está leyendo el controlador de procesos. 70. Acerque el cautín a la PT100 para que aumente un poco la temperatura y vuelva a activar el pulsador. Verifique las lecturas en el PLC para cada cambio de temperatura. 71. Active el pulsador de la entrada 0.02 y verifique que el valor de consigna (SET POINT) cambia en el controlador de procesos, desde el programa se esta colocando el valor de 30°C. 72. Si existen problemas en algún punto de la comunicación, esto se mostrará en D10 y D11. Apague y desconecte dejando todo el equipo ordenado. 73. A continuación se realizará una red entre el PLC CP1H y tres controladores de procesos E5CC, el primero conectado a una PT100 y los otros dos a termocuplas K, para ello arme el sistema como se muestra en la Figura 42. 74. Configure los controladores y modifique el programa en el PLC, para mostrar en diferentes localidades de memoria los tres valores de temperatura que están leyendo los controladores E5CC.

Figura 42. Diagrama de conexión entre PLC CP1H y tres controladores de procesos E5CC, todos de OMRON conectados a una PT100 y a dos termocuplas K. 75. Ejecute el programa y compruebe el correcto funcionamiento del sistema. 76. Apague y desconecte dejando todo el equipo ordenado.

Análisis de Resultados 1. Presente los ejercicios solicitados en el procedimiento. 2. Realice un flujograma de la secuencia de las funciones monitoreada con el software Enode21 . 3. ¿Qué tipo de topología de red es la que se usa con el bus RS-485 cuando se trabaja con protocolo ModBus y con protocolo USS? Explique su respuesta. 4. Si en lugar del variador G110 se conectara otro V20 ¿como se hace para terminar el bus? 5. ¿Cuáles son los códigos de error que se pueden presentar en la comunicación del E5CC con el PLC?

Redes de Comunicación Industrial. Guía 2

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Investigación Complementaria 1. Realice una comunicación serie RS-485 entre el PLC Omron CP1H y el medidor de potencia VERIS H8437V usando Easy Modbus en el PLC.

Bibliografía • • • •

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Axelson, J. (2000) Serial Port Complete. Programming and Circuits for RS-232 and RS-485 Links and Networks. Guía de instalación del medidor de potencia Veris H8437V Z204046-0H.Veris 2009. Siemens. Universal Serial Interface Protocol. USS Protocol Specification Edición 09.94. No. de orden: E20125-D0001-S302-A1-7600. MODBUS Application Protocol Specification V1.1b. Disponible en: http://www.modbus.org/docs/Modbus_Application_Protocol_V1_1b.pdf. Consultado: 12 de enero de 2016. Omron. (2011). Digital Temperture Controllers User's Manual E5_C. Cat. No. H174-E1-06. Disponible en: http://downloads.omron.us/IAB/Products/Control%20Components/Temperature %20Controllers/Advanced %20Controllers/E5_C/H174/E5_C_UsersManual_EN_201403_H174-E1-06.pdf .Consultado en enero de 2016. Omron. (2011). Digital Temperature Controllers Communications Manual E5_C. Cat. No. H175-E1-08. Disponible en: http://downloads.omron.us/IAB/Products/Control%20Components/Temperature %20Controllers/Advanced %20Controllers/E5_C/H175/E5_C_CommunicationsManual_EN_201404_H175-E1-08.pdf Consultado en enero de 2016. Reynders, D., Mackay, S. y Wright, E. (2005). Practical Industrial Data Commnications. Best practice Techniques. Siemens. SINAMICS G110 Instrucciones de Servicio Resumidas. Edición 04/04. Siemens. SINAMICS V20 Instrucciones de servicio. Edición 02/2013. A5E31842763

Redes de Comunicación Industrial. Guía 2

Hoja de cotejo:

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2

Guía 2: Comunicación en Serie. Interfaz RS-422/RS-485. Puesto No:

Alumno:

Docente:

GL:

Fecha:

EVALUACION %

1-4

5-7

8-10

CONOCIMIENTO

20

Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos.

Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos.

Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos.

APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO

70

Cumple sólo con uno de los siguientes criterios:

Cumple con dos de los criterios.

Cumple con los tres criterios.

*Creo correctamente el programa para leer la trama Modbus del medidor Veris y mostrar la información en pantalla. *Conectó correctamente la red con bus RS-485 y protocolo USS entre los variadores de velocidad y el PLC. *Creo correctamente la red con bus RS-485 y protocolo modbus entre los controladores de procesos y el PLC. ACTITUD

TOTAL

5

Es un observador pasivo.

Participa ocasionalmente o lo hace constantemente pero sin coordinarse con su compañero .

Participa propositiva e integralmente en toda la práctica.

5

Es ordenado pero no hace uso adecuado de los recursos.

Hace un uso adecuado de los recursos, respeta las pautas de seguridad pero es desordenado.

Hace un uso adecuado de los recursos conforme a pautas de seguridad de higiene.

100

Nota