FGL 029 Guía de Trabajo Comunicación Wireless V001

GUÍA DE TRABAJO PRÁCTICO - EXPERIMENTAL

Talleres y Laboratorios de Docencia ITM

Código FGL 029Versión 01Fecha 2014-11-21

1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUÍA

Nombre de la guía:Comunicación y envío de datos entre dos PLC’s S S7-300 a través de Wireless (Wi-Fi)

Código de la guía (No.): 001

Taller(es) o Laboratorio(s) aplicable(s): Control Lógico Programable y Automatización Industrial

Tiempo de trabajo práctico estimado: 1 horas

Asignatura(s) aplicable(s):Control Lógico Programable, Control Lógico I, Control Lógico II, Redes Industriales

Programa(s) Académico(s) / Facultad(es):

Ingeniería Mecatrónica/ Facultad de Ingenierías

COMPETENCIAS CONTENIDO TEMÁTICO INDICADOR DE LOGRO

Implementar una comunicación inalámbrica entre dos PLC’s, para el envío y recepción de datos.

CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (PLC):

Generalidades sobre los PLC

Programación del Controlador Lógico Programable.

REDES INDUSTRIALES: Comunicación AS-i Comunicación

Ethernet Comunicación

Profibus Comunicación

Inalámbrica.

Realiza la comunicación entre dos PLC’c de forma inalámbrica, siguiendo una topología establecida. Elabora un programa que permite enviar datos a través de redes inalámbricas. Simula en un software el diseño de control propuesto

Utiliza los periféricos AS-i.

2. CUESTIONARIO PREVIO A LA PRÁCTICA

a. Estudie los conceptos de: Estructuras de programación en el software Simatic Step 7®.

b. Estudie creación de redes Etehernet para comunicar dos PLC’s.c. Estudie la configuración del esclavo AS-i.d. Estudie el funcionamiento de los bloques de transferencia “PUT” y “GET”




e. Realice el programa donde, por medio de la botonera AS-i, asociada al PLC server, active y desactive una salida del PLC asociado al cliente.

f. Verifique el funcionamiento del código en el simulador virtual y en la parte física.

3. RECURSOS REQUERIDOS

• 2 PLC’s CPU314C-2DP• 4 cables Ethernet y 1 Profibus• Módulo comunicación Wireless punto de acceso SCALANCE W788-1PRO, Cliente SCALANCE W744-1PRO y suiche SCALANCE X108• Módulo con esclavos AS-i (Botonera AS-i)

4. PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO

a. Conectar los dos PLC’s a cada módulo Wireless respectivo, para la asignación de las direcciones y de los programas.

b. Creación del programa y configuración del hardware en el Step 7 adicionando las redes Ethernet y Profibus (la última solo para el PLC asociado al Server, módulo AS-i).

c. Realizar la detección de los PLC asociados a la red Wireless y asignación de su dirección y nombre respectivo.

d. Desarrollo del programa para el envío y recepción de datos.e. Probar la comunicación cargando los programas de los PLC a través de la red

Wireless y encendiendo una salida del PLC cliente a través de la botonera AS-i del PLC Server.

f. Una vez todo esté funcionando correctamente sustente la práctica.

5. DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL PROCESO

Los equipos deben implementar una comunicación inalámbrica entre dos PLC’s, uno será el Server, el cual tendrá conectado el módulo AS-i, para accionar la botonera y enviar el dato al PLC cliente. Este último encenderá o apagará una salida, según sea presionado el botón de ON y OFF, respectivamente, que se tienen en la botonera. De igual manera, se encenderá el LED de la botonera AS-I, para identificar el estado en que se encuentra la comunicación.

La topología a seguir se visualiza en la figura 1, donde se tendrá un suiche asociado al Server, al PLC 1 y al PC. Mientras que por otro lado, comunicado vía Wireless, se tiene el PLC asociado al cliente.




Figura 1. Topología de la práctica

Para la realización del enlace inalámbrico, se debe conocer los tres componentes principales para efectuar dicha comunicación; punto de acceso SCALANCE W788-1PRO, Cliente SCALANCE W744-1PRO y suiche SCALANCE X108.

- Punto de acceso SCALANCE W788-1PRO: Actúa como servidor de la red.- Cliente SCALANCE W744-1PRO: Cumple la función de cliente en la red. - Suiche SCALANCE X108: realiza la unión entre los puntos de conexión, creando

una subred entre los equipos conectados a él.Iniciar primero con la configuración del Hardware del Server y del Cliente, para ello, se configura el PLC 1 agregando el módulo AS-i a través de una red Profibus, teniendo en cuenta la identificación de cada componente que se presenta a continuación:

Tipo de Maestro Referencia Tipo de periferia ReferenciaCP 343-2 343-2ah00-0xao ET 200M IM153-1 153-1AA03-0XB0

Componente Referencia Módulo Salidas

Digitales322-1HH02-0AA0

Modulo entradas Digitales

321-1BH02-0AA0

Tipo de esclavo(botonera)

Dirección: Valor de corriente

consumida

Perfil

Botonera 5 0.004A 7ª7e




Teniendo en cuenta esto, se agrega a la red los componentes citados, esto puede variar dependiendo del módulo donde se trabaje, se recomienda detectar cada componente y su referencia. En la figura 2 se observa el estado final con la red Profibus y sus componentes.

Figura 2. Adición modulo AS-i y sus componentes.

Este paso solo se realiza para el PLC 1, puesto que éste es el que tendrá la botonera AS-i. Se debe tener en cuenta la dirección del CP 343-2, pues a partir de ésta, se accede a los componentes conectados a la red. Por otra parte, para la creación de la red Ethernet, se debe adicionar la CP, es decir, el módulo que tiene el PLC para la comunicación Ethernet, se debe identificar qué tipo de módulo es; puesto que se puede caer en el error de configurar una CP advanced, teniendo una industrial (Figura 3). Ya la parte de versión y demás es cuestión del equipo.




Imagen 3. Selección del módulo Ethernet. Continuo a este se crea la subred Ethernet, se elige un nombre y se configura la dirección IP y la máscara de subred, figura 4, empero, la IP será modificada más adelante para la conexión Wireless.

Figura 4. Configuración red Ethernet.

De igual manera se realiza para el segundo PLC, pero en vez de crear una subred, se añade a la red creada anteriormente figura 5.




}Figura 5. Integración del segundo PLC a la red Ethernet.

Para la red, se abre la ventana de configuración de red, se encuentra en la parte superior, figura 6, luego, se abren las redes disponibles, e insertamos un nuevo enlace, esto se hace en el equipo que va a ser nuestro interlocutor, el que realizará la comunicación, figura 7.




Figura 6. Acceso a la configuración de red.

Figura 7. Insertar nuevo enlace al PLC interlocutor.

Seguido a este aparece una ventana, figura 8, en la cual se indica información del dispositivo que será interlocutor, se continúa por aceptar, para así llegar a la siguiente ventana, figura 9.




Figura 8. Información del CP donde se agregará el enlace.En donde nos muestra las propiedades del enlace y la vía del mismo, allí se debe tener en cuenta dos parámetros muy importantes; los parámetros del bloque, en él nos indica la dirección local que se utilizará para la recepción y envío de datos. Se debe tener en cuenta el formato predeterminado, en este caso, hexadecimal. Y que se encuentre activo la iniciativa local.

Figura 9. Propiedades del enlace del interlocutor.

Se deben tener en cuenta los parámetros del bloque para el envío de daots. Habiendo configurado esto, queda casi lista nuestra conexión, hace falta la configuración Wireless, para ello se debe conectar el PLC y el PC al Suiche, modificar la IP del PC y modificar la interfaz PC/PG, aquí se busca el controlador que tenga instalado el PC, figura 10.




Figura 10. Cambio Interfaz PLC.

Se asigna la IP al computador, diferente a la de los PLC y se procede a configurar el Wireless, se debe ir a Editar estaciones Ethernet…, a través de la pestaña Sistema de destino, figura 11.

Figura 11. Acceso a la edición de estaciones Ethernet.




Seguido a esto, saldrá la siguiente ventana, figura 12, en ella se presiona en el botón Examinar, para buscar las estaciones que están disponibles en la red, se inicia de forma automática la búsqueda de dichos equipos. En la figura 13, se muestra como inicialmente detecta el punto de acceso descrito anteriormente. Se da clic en aceptar, se regresa a la ventana anterior, y desde ahí se cambia el nombre a “Server” y la IP se asigna la siguiente dirección 192.168.0.3.

Figura 12. Estación Ethernet.

Figura 13. Búsqueda de estaciones disponibles en el punto de red.




Se realiza la misma acción para el “Cliente” detectando el equipo y modificando el nombre y su dirección IP, en este caso será 192.168.0.3.

Ahora, se conecta los dos PLC en los suiches respectivos, para así ser detectados por la red y desde allí modificar su dirección IP de la siguiente manera:

PLC1: 192.168.0.1PLC2: 192.168.0.4

Con esto, la topología, según la figura 1, será la siguiente, figura 14:

Figura 14. Topología de la conexión con sus direcciones respectivas

Continuo a esto, se cargará los bloques con la programación respectiva, para ello, se deberá hacer vía MP1, sólo la primera vez, después se cargará vía Ethernet/ Wireless. Para ello entonces nuevamente se debe cambiar la interfaz de TCP/IP a MPI, esto se hará para cargar los bloques, en los bloques, la programación para el PLC 1 será la siguiente, figura 15:




Figura 15. Bloque de programa (OB1) para el PLC1.

Para el PLC2, figura 16:




Figura 16. Bloque de programa (OB1) para el PLC2.

Habiendo cargado los respectivos programas, podemos cambiar nuevamente el protocolo de comunicación a TCP/IP y continuar cargando los bloques por este método. Finalmente, teniendo conectado el PLC1, el PC y el punto de acceso al suiche y el PLC2 directo al cliente, se realiza nuevamente el paso de las figuras 11, 12 y 13. Es decir, chequear las estaciones que se encuentran asociadas a la red, en este caso, cargado ya los bloques y conectados según la topología, debe salir lo siguiente, figura 17:

Figura 17. Detección de las dos estaciones por parte del Server.

Si se desea comprobar esta configuración, puede desconectar el PC del suiche del Server y conectarlo al Cliente, para así detectar los equipos que se encuentran asociados desde este punto, naturalmente debe aparecer tanto el Cliente, Server y los dos PLC, como en la figura 18:




Figura 18. Detección de los equipos desde el cliente.

6. RECOMENDACIONES

A parte de seguir detalladamente el paso a paso explicado anteriormente, se sugiere realizar ejercicios con esta comunicación, creando más redes Wireless y adjuntar muchos más equipos, sin embargo, algunas recomendaciones físicas podrían ser:

- Desconectar los demás equipos del suiche o cerciorarse que éstos no tienen una dirección IP igual que los equipos que se van a comunicar.

- Fijarse en las direcciones que se tienen en cada componente.- Si no llegase a encontrar el Server o el Cliente los equipos, cargar por MPI y

reiniciar el PLC. Se debe tener en cuenta que éstos deben estár siempre en RUN

Se adjuntan dos imágenes de las conexiones físicas. Figura 19 para el PLC1 y Figura 20 para el PLC2.




Figura 19. Montaje Físico PLC1




Figura 20. Montaje físico PLC2

7. PARÁMETROS PARA LA ELABORACIÓN DEL INFORME

Sustentar el procedimiento realizado basándose en los siguientes parámetros de calificación:

Funcionamiento del sistema según secuencia dada 50%Sustentación detallada del código y simulación 50%

Elaborado por: Jaime Andrés Riascos Salas




Modificada por: David Steven Villa SalazarRevisado por: Jhonny Alvarez, Carlos Salazar

Versión: 01Fecha: Noviembre 2014

8. Referencias

- Guía tutorial “ENLACE INALÁMBRICO (WIRELESS) ENTRE 2 PLCs” Realizada por el señor: Rubén Darío Vásquez Salazar. [email protected]

- - Cogdell, J. R., García, H. J. E., & Bada, J. R. A. (2002). Fundamentos de máquinas eléctricas. (1st ed., p. 365).Mexico: Pearson Educación.

-- Gers, J. M. ., & J, H. E. (1998). Protection of electricity distribution networks. (1st ed., p. 341). London: Institution of Electrical Engineers.

- - International Electrotechnical Commission Standard. (n.d.). Standard IEC 60617-7.

- - International Electrotechnical Commission Standard IEC 947-4. (n.d.). Standard IEC 947-4.

- - Siemens. (2012). S7- 1200 Programmable controller S7-300 Programmable controller.

- - Guerrero, V., Yuste, R., & Martinez, L. (2011). Comunicaciones Industriales (p. 409). Mexico: Alfaomega.

- - Siemens. (2007). PROFINET the industrial Ethernet Standard for Automation. Retrieved from http://wfcs2010.loria.fr/files/Siemens.pdf

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