Conexión PLC's Siemens

El objetivo de esta actividad es realizar, mediante conexión serie y empleando uno de los protocolos propietarios de Siemens, una transferencia de datos entre los dos PLC's.

     PROCESO:

A) Identificar los diferentes puertos de comunicación de cada PLC.

B) Conectar mediante el cable adecuado los equipos a través del puerto correspondiente.

C) Crear un proyecto nuevo donde figuren los equipos que vamos a instalar en la red. Configurar correctamente los puertos de comunicaciones.

D) La comunicación consistirá en:

    -Al pulsar una entrada en el PLC1 mandaremos tres números al PLC3:

           Primer número= 31

                    Segundo número= 210

                             Tercer número= 89

    -El PLC2 recibirá la información, y reflejará el tercer número en su salida. A su vez, al activar una entrada del PLC3, se encenderán todas las salidas del PLC1 durante 5seg.

E) Comprobar que la información se transfiere desde un PLC al otro.

INFORMACIÓN INTRODUCTIVA

El MPI: La interface multipunto es un protocolo serie, propio de siemens integrado en cada autómata programable SIMATIC S7. Se puede utilizar para interconexiones en red sencillas, permitiendo conectar varios PG's o autómatas programables.

El método de acceso es de bus token. La velocidad estándar es de 187,5Kbaudios, aunque dependiendo de los participantes se pueden ajustar otras velocidades.

Direccionamiento. Conexión de equipos a través de una red MPI: Se realiza a través del puerto integrado del PLC. Si queremos conectar un PC con software de programación Step7 y PLC, se deberá realizar a través del puerto MPI pero por medio de un adaptador.

Configuración de la comunicación entre PLC's: En herramientas-Ajustar interface PG/PC

Seleccionamos

PASOS A REALIZAR EN LA PRÁCTICA:

1)Tras abrir el programa, insertamos los 2 PLC's que vamos a usar.

2)Una vez definidos los PLC's clickamos sobre su hardware, de esa manera le añadimos el bastidor y el módulo, que en nuestro caso va a ser el CPU314 IFM, dentro de el la carpeta 6ES7 314-5AE03-0AB0 y la versión V1.2

3) Nos vamos al MPI y conectamos las CPU's a la MPI principal, arrastrando desde el cuadrado rojo

 4)Una vez resuelto la conexión de los módulos al MPI comenzaremos con el programa

 5) Una vez programado todo lo que nos pide, el último paso consiste en ir desde el MPI a definir los datos globales, donde definiremos que datos son mandados y a donde llegan.

Conexión PLC's Omrom

El objetivo de esta actividad es realizar, mediante conexión serie y empleando uno de los protocolos propietarios de Omron, una transferencia de datos entre los dos PLC's.
     PROCESO:

A) Identificar los diferentes puertos de comunicaciones de cada PLC.
B) Conectar mediante el cable adecuado los equipos a través del puerto correspondiente.
C) Crear un proyecto nuevo donde figuren los equipos que vamos a instalar en la red. Configurar correctamente los puertos de comunicaciones.
D) La comunicación consistirá en:
     -Al pulsar una entrada en el PLC1 mandaremos tres números al PLC3:                                                              Primer número= 31
                   Segundo número= 210
                                 Tercer número= 89
    -El PLC2 recibirá la información, y reflejará el tercer número en su salida. A su vez, al activar una entrada     del PLC2, se encenderán todas las salidas del PLC1 durante 5seg.
E) Comprobar que la información se transfiere desde un PLC al otro.


INFORMACIÓN INTRODUCTORIA SOBRE LA PRÁCTICA

Antes de empezar vamos a hablar del PLC que vamos a utilizar, que en nuestro caso va a ser el CQM1H:
-Posee dos puertos, un puerto de periféricos, que se emplea para conectar, al igual que el CPM1A, 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.

Existe diferente tipos de protocolos de comunicación para Omron (Toolbus, Host Link, PC Link), nosotros vamos a usar el protocolo de comunicación PC Link:
- Si dos PLC's están conectados entre sí vía puertos RS-232C, de dice que tienen un sistema data link 1:1. Estos PLC's pueden compartir una cantidad de canales de comunicación dependiendo del modelo autómata. Uno de los PLC actuará como esclavo y el otro actuará como maestro.

El cableado empleado para comunicar los dos equipos, será el mostrado por la figura.

La comunicación se realizará a trvés del área de tador LR. Este área se emplea para poder mandar y recibir datos. Todos los datos que "viajan" se almacenan en el área LR.

En el CQM1H, podemos 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 (LR 33 a LR63) para escribir desde el esclavo el maestro.

Tarjeta de comunicación serie CQM1H-SCB41:

-La tarjeta de comunicaciones serie es una tarjeta opcional que se monta en el interior de la CPU y que dispone de dos puertos que se pueden utilizar para onectar ordenadores, terminales programables, dispositivos serie externos o dispositivos de programación distinto a la consola. La tarjeta se inserta en uno de los slots de expansión disponibles en el PLC. Posee dos puertos: Uno RS-232C y un segundo RS4-22A/485. 

PASOS A REALIZAR EN LA PRÁCTICA:

1) Tras abrir el programa e indicar que queremos un nuevo proyecto, tenemos que insertar 2 PLC's CQM1H, y cambiar el tipo de CPU a 51.

2)  Uno de ellos será el Master y otro el Slave, para que sea más fácil diferenciarlos los llamaremos de tal manera. Después clickaremos en configuración e iremos a Tarjetas de comunicación A. Como aparece anteriormente vamos a utilizar el tipo de protocolo PC Link, un pequeño problema que surge es que no se ve el nombre entero, por lo tanto no sabríamos cual de las opciones sirve de master y cual de slave, pero podemos observar en que el Master puede elegir los canales de vínculos, que es la segunda opción. Repetiremos la acción en el segundo PLC pero clickando en la opción de arriba al del primero, lo cuál determinaría que el segundo PLC es el slave.

3) Una vez configurados los dos PLC's el primero como master y el segundo como slave, comenzamos a hacer el programa.

       La práctica nos pide mover 3 números al segundo PLC desde el primero. Así que comenzamos poniendo un contacto P_On, el cual hace que la línea de programación esté siempre activa, escribimos los 3 moves con sus correspondientes números y eligiendo el destino de salida, vamos a usar las primeras de manera numérica por comidad (LR0 LR1 LR2), así nada más encender el PLC ya se habrán mandado los 3 números.

4) Una vez escrita la línea de programación anterior en el primer PLC nos vamos al segundo PLC y ponemos un MOVE en el que reciba la información de LR2, que es el que nos indica la práctica que quiere que aparezca en la salida, y la enviamos hasta dicho sitio (100), volvemos a poner a principio de la línea un contacto P_On para que esta línea esté siempre activa.

La última parte que nos pide la práctica respecto a la programación es que a través del segundo PLC podamos activar una salida del primero durante X segundos. Esto lo hacemos poniendo un contacto abierto que active la salida 5.00 (En el segundo PLC) y en la siguiente línea un P_On que lleva a un MOVE cuya salida 5.00 lo llevará al destino LR40, receptor del segundo PLC al primero. 

5)Volvemos al primer PLC, en una nueva línea ponemos el contacto abierto LR40.00 el cual se activará desde el segundo PLC, este activará un temporizador el cuál activará una salida por X seg.

La Fibra Óptica 

¿Qué es?

Es un medio de transmisión el cual se emplea en redes de datos. Se compone de un hilo fino transparente, vidrio y materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz que transporta la información queda atrapado dentro del cable y se propaga con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total (significa que al superar el ángulo límite la luz rebota y no pierde señal (mínima). La fuente de luz puede ser mediante LED o láser.

Características

-Cobertura más resistente: La cubierta contiene un 25% más material que las cubiertas convencionales. Uso dual. La resistencia al agua y misiones ultravioleta, la cubierta resistente y el funcionamiento ambiental extendido de la fibra óptica contribuyen a una mayor confiabilidad durante el tiempo de vida de la fibra.

-Mayor protección en lugares húmedos: Se combate la intrusión de la humedad en el interior de la fibra con múltiples capas de protección alrededor de ésta, lo que proporciona la fibra, una mayor vida útil y confiabilidad en lugares húmedos.

-Empaquetado de alta densidad: Con el máximo número de fibras en el menor diámetro posible se consigue una más rápida y más fácil instalación, donde el cable debe enfrentar dobleces agudos y espacios estrechos. 

Tipos de fibras

-Fibra monomodo: En este tipo de fibras tan solo se propaga un modo de luz (que el haz de luz en ningún momento llega a chocar contra las paredes del cable), se logra reduciendo el diámetro y la fibra que solo permite este único haz. A diferencia de las multimodo estas permiten alcanzar grandes distancias y transmitir elevadas tasas de información.

-Fibra multimodo: Por este tipo de fibras los haces pueden circular por más de un modo, lo cual da la posibilidad de que no lleguen todos los haces de luz a la vez. Se aplican a cortas distancias, menores de 2km, por su sencillez de diseñar y económico. El núcleo de la fibra posee un índice superior de refacción.

Funcionamiento:

Lo primero será explicar en que consiste la ley de Snell:

"El producto del índice de refacción por el seno del ángulo de incidencia es constante para cualquier rayo de luz incidiendo sobre la superficie separatriz de dos medios"

Esta fórmula (que veremos a continuación) nos sirve para poder calcular el ángulo de refracción de la luz al atravesar le superficie de separación entre dos medios de propagación de la luz.

n1*Sen i=n2*Sen t

i --> Ángulo incidente (ángulo que forma el rayo incidente con la normal N)

t--> Ángulo transmitido (ángulo que forma el rayo transmitido con la normal N)

n1--> Índice de refacción del primer medio.

n2--> Índice de refacción del segundo medio.

Con esto podemos decir que transmite información por el núcleo de la fibra con el haz de luz, este no atraviesa el revestimiento del cableado, se refleja y continúa aunque una mínima parte se pierda.

ACTIVIDADES REDES DE COMUNICACIÓN

1. Cuál es la función de las comunicaciones industriales?
Permitir el flujo de la información del controlador a los diferentes dispositivos a lo largo del proceso de producción.

2. Qué tipo de alternativas de comunicación existen para comunicar los diferentes métodos de cableado?
-Cableado mediante bases de precableado

-Entradas y salidas distribuidas

-Buses de campo

3. ¿Qué problemas presenta el cableado clásico?
Este método presenta diferentes problemas debido a la longitud excesiva del cableado
 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?

-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. 

-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 el nivel de proceso sería adecuada la utilización del bus AS-i, ya que es el más 

adecuado para cablear dispositivos como actuadores o sensores de forma barato y 

eficiente.

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

Una de sus características principales 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.

9. ¿Qué diferencias existen entre los buses propietarios y los buses
abiertos?
Un bus propietario es aquel que solo puede ser utilizado por los sistemas provenientes de una misma marca, en cambio los buses libre son como indica su nombre, libres, puede ser utilizado por cualquier sistema.

10. Elabora una tabla que recoja las siguientes características (técnicas de
transmisión de datoscaracterísticas , 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.

TRANSMISIÓN DE DATOS:
   Serie:
Los datos se transmiten bit a bit desde el emisor hasta el receptor 

    Paralelo:

Los datos se transmiten en N cantidad de bits. Estos bits se envían simultáneamente a través de diferentes canales (Un canal puede ser, por ejemplo, un alambre, un cable o cualquier otro medio físico)

SINCRONISMOS

    Definición:

"El sincronismo consiste en que el emisor y el receptor se pongan de acuerdo sobre el instante preciso en el que comienza o acaba una información. La sincronización requiere de una base de tiempos común. Un error de sincronismo implicara la posibilidad de interpretar correctamente la información a partir de las señales que viajan por el medio de comunicación."

    Tipos:

      SINCRONISMO DE BIT

Determina el momento preciso en que comienza o acaba la transmisión de un bit. Por ejemplo en las transmisiones asíncronas, el sincronismo de bit se consigue arrancando el reloj del receptor en el mismo momento que le llega el bit de arranque o Stara de cada carácter.

La velocidad de transferencia se suele negociar en la etapa inicial de la transmisión. En el caso de la  transmisión síncrona, la propia señal de reloj que va transmitida junto con la información es la que se encarga de efectuar el sincronismo de bit.

      SINCRONISMO DE CARÁCTER 

Se ocupa de determinar cuáles son los bits que componen cada palabra transmitida. Debe establecer también las fronteras entre caracteres, es decir, decidir cuál es el primero y último bit entre cada carácter.

En la transmisión asíncrona, este sincronismo de carácter es realizado por los bits de Stara y stop, mientras que en la síncrona los caracteres especiales (SYN) establecen las divisiones entre los distintos bloques informativos.

      SINCRONISMO DE BLOQUE

Es un sincronismo de carácter avanzado. Para realizar el sincronismo de bloque se toman un conjunto de caracteres especiales, normalmente caracteres de control del código ASCII, que fragmentan el mensaje en bloques y fijan una secuencia determinada 

CONEXIONES TIPO: SIMPLEX, SEMIDUPLEX Y DUPLEX

    Simplex: Es una comunicación en un solo sentido, o se transmite o se recibe, no las dos a la vez. Un ejemplo de eso podría ser una transmisión de radio, ellos transmiten y tu con el radio recibes, no puedes devolverles datos a ellos

    Semiduplex: Es una conexión en donde se puede transmitir y recibir datos por el mismo canal, sin embargo no se puede hacer de manera simultánea, hay que esperar a que el otro termine de mandar datos para que uno  pueda empezar a transmitir

      Duplex: Al igual que la anterior es una conexión en donde se puede transmitir y recibir datos pero en esta si se puede de manera simultánea, los dos lados pueden transmitir y recibir datos al mismo tiempo.

DIRECCIÓN Y CORRECCIÓN DE ERRORES

      Paridad: 

Es un dígito binario que indica si el número de bits con valor de 1 en un conjunto de bits es par o impar. Los bits de paridad conforman el método de detección de errores más simple

     Checksum:

Enviamos un valor adicional, seguido de los paquetes de datos enviados, este valor contiene el resultado de la suma de la información de estos paquetes de datos. Al llegar los datos a su destino, este realiza la misma operación de compara resultados de las sumas, si detecta que los resultados alerta de ello, pero no puede corregirlo.

    

MÉTODO DE PROCESO

      CSMA/CD:

Con este método la red puede estar conectada físicamente en modo bus o estrella, compartido por todos los terminales. Su funcionamiento consiste en que un terminal antes de mandar sus paquetes de datos, observa si la red ya está siendo usada por otro terminal. En caso de que sea así esperará, y de no ser así mandará su paquete de datos hasta su receptor. En el caso de que dos paquetes hayan sido lanzados se producirá una colisión y quedarán inservibles. Al colisionar los paquetes, los terminales cortan la transmisión que estén realizando para realizar una llamada señal de atasco, cuya misión consiste en garantizar que la colisión dura lo suficiente para que la detecten el resto de terminales conectados a la red.

      Token:

El protocolo de paso de testigo hace circular continuamente un testigo o grupo de bits que confiere a la estación que lo posee el derecho a utilizar la línea. Únicamente la estación que posee el testigo puede enviar mensajes a través de la red.