Caracteristicas de las comunicaciones entre estaciones

CONEXIÓN PC-LINK

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. Los pasos a seguir son los siguientes:

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 PLC 1 mandaremos las siguientes                            informaciones al PLC 2

      Primer número = 31

Segundo número = 210           

Tercer número = 89

·       El PLC 2 recibirá la información, y reflejará el tercer número en su salida. A su vez, al activar una entrada del PLC 2, se encenderán todas las salidas del PLC 1 durante 5 segundos.

        e) Comprobar que la información se transfiere desde un PLC hasta el otro.

Memoria

Lo primero que hicimos fue identificar los PLC a utilizar en nuestro caso es CP1L-M y tener en cuenta sus especificaciones electricas como la tension de entrada o alimentación que es 24V C.C.  y al no disponer de un modulo convertidor que nos diera este voltaje en c.c.tubimos que suministrarla con una fuente de almentación y ajustarla a ese voltaje.

  

En la fotografia podemos apreciar los PLC y la fuente de alimentación externa conectada a los dos equipos con una tensión de 24V. Tambien hay un interruptor o selector de tres posiciones que lo utilizaremos como si fuesen dos pulsadores uno para enviar información del maestro al esclavo y el otro del esclavo al maestro.

En esta fotografia tambien podemos ver que hay conectados ya el cable entre los PLC y el USB que se conecta al PC.

El cable de conexión entre PLC utiliza conector DB9 y fue necesario añadir  las tarjetas adicionales para la conexión sysmacway.

 

Este es el cable que utilizamos para la comunicación.

Ademas debemos tener además en cuenta el posicionamiento de los switches de direccionamiento, en nuestro caso, al tratarse de una comunicación SysmacWay deberán de ir en la posición 0 en ambos PLC como indica el manual (GR_CP1L Pág 14)

Esquema del bornero del PLC Entradas y Salidas.

 

  

Si no se dispone del modelo escogido en la librería de CPU del CX-programmer habrá que actualizar el software.

Al conectar el USB del pc al plc puede ocurrir que nos pida autorización del administrador para poder instalar el hardware, Introducimos la clave que nos deberá de proporcionar el administrador del sistema.

Y seguimos la siguiente ruta de instalación:

• Elegir la ruta de instalación: C: / Archivos de programa/CX IInterface One/CX Integrator.
• Clic en el archivo: NSX_USB.

Busca el PLC conectado, aceptamos y listo para usar.

Configuración Inicial:

• Abrir CX-Programmer y en nuevo PLC seleccionar el PLC Cp1l y en configuración la CPU M.
• Tipo de red sysmac way.  
  
  

Determinar cual va a ser el PLC Maestro y cual el Esclavo

En la parte derecha del programa, donde aparece desglosado el programa y la configuración del PLC Hacemos clic en configuración, y nos aparece la ventana configuración del PLC, seleccionar el desplegable Puerto serie 1, y en Modo desplegar y seleccionar enlace 1:1 Maestro o enlace 1:1 Esclavo, según sea nuestro caso. Procedemos a cargar la configuración en cada uno de los PLC según sea la estructura que nosotros elijamos (Cual será el maestro y cual será el esclavo)

Asignación de Canales disponibles para la transferencia de datos 1:1

3. Están asignados en el maestro para envío de información los canales del
   3000 al 3007 y para recibir del 3008 al 30015 .

 

*La información del 31 se envía por el canal 3000 , la del 210 por el 3001 y la del 89 por el 3002.

             Ahora utilizamos la zona del CIO 3008 del  esclavo  que es la zona de envío de información a la 3008 del maestro que es la zona de recepción.

Colocamos el número 255 en decimal que corresponde a la activación de todas las salidas del plc  maestro.

Visualizamos la zona de memoria.

Al accionar el interruptor enviamos la información.

Cambiamos el cable del pc-plc esclavo al pc-plc maestro y visualizamos que el número 255 llego correctamente.

 

Como con los canales 3000 solo es envío de información y no se puede materializar el accionamiento de las salidas, colocamos un move de la posición 3008 que es la zona del maestro donde recibimos la información del esclavo  y lo movemos a la 100  y  activamos todas las salidas (número 255).

OK se ha realizado correctamente, hicimos una foto de la salidas activadas y encendidas pero en la foto no se aprecia.

Aquí podemos visualizar todo el proceso por pasos, los canales utilizados para enviar información y a que zonas de la memoria nos dirigimos.

Zonas de memoria de transferencia

 

Programación KOP en cx-programmer para la resolución de la práctica.

Programación Maestro:

Programación Esclavo: 

 

  Visualización del desplazamiento de los datos:

Cambiamos el cable del plc maestro al plc esclavo para comprobar que la información llegó correctamente.
La información llego correctamente al canal 3000 el número 31 ,por el 3001 el 210 y por el 3002 el número 89.Ahora utilizamos la zona del CIO 3008 del esclavo que es la zona de envío de información a la 3008 del maestro que es la zona de recepción.

Colocamos el número 255 en decimal mediante la función Move en el canal de salidas 100 que corresponde a la activación de todas las salidas de dicho canal del plc maestro.

Actividad 2

Después de leer los distintos enunciados, decide cual serían las arquitecturas de comunicación más adecuadas para cada caso, explicando y razonando los motivos de tu elección, según los siguientes aspectos:

      - Qué bus de campo se podría utilizar.

- Qué nivel ocuparía dentro de la pirámide CIM.

 Cintas transportadoras y mesas giratorias

Cintas transportadoras y mesas giratorias son comunes en manutención.

El tipo de máquina depende mayoritariamente de su entorno. Su salida tiene que estar ajustada al producto y esta estar controlada por automatización aguas arriba y aguas abajo. Un dispositivo de automatización controla varias secciones en una cinta transportadora, y por cada elemento se téndran uno e incluso más cuadros.

Las principales caracteristicas son:

- baja potencia de instalación,

- requerimiento de rendimiento de medios,

- por sección, de 2 a 10 motores trifásicos de CA con variadores de velocidad,

- interface por teclado y pantalla,

- conocimiento en tiempo real del tipo y número de productos transportados.

En una instalación siempre tenemos que tener en cuenta el coste por lo que podriamos decidirnos por buses de campo de tipo CAN como el DeviceNet y el CANOpen ya que cumplirian con nuestros requisitos.Puede tener hasta 64 nodos.

De los dos el CanOpen es mas adecuado porque una de sus ventajas es mejor caracterizado para control de movimiento de alta velocidad así como para lazos de realimentación que otros buses CAN. El inconveniente que tiene es que tiene una aceptación limitada fuera de Europa.

Inconveniente de este

El nivel que ocuparía dentro de la pirámide CIM seria el nivel de campo ya que se comunicaria con los subsistemas del mismo nivel y con el inmediatamente inferior nivel de proceso con sensores, actuadores, instrumentos de medida, etc y tambien con el inmediatamente superior nivel de celula que incluye los sistemas que controlan la secuencia.

Suministro de agua potable

Este ejemplo ilustra parte de una infrastructura para el tratamiento y la distribución de agua. Consta de un conjunto de unidades repartidas en un área determinada.

Este tipo de aplicación tiene que ser autónomo y asegurar un suministro continuo.

Los clientes ponen mucha atención a la supervisión y mantenimiento de la instalación.

Las características de la estación de bombeo son:

 - 4 bombas de 7.5 KW con variadores,

 - una docena de sensores (presión, caudal, etc),

 - un autómata para controlar la secuencia de bombeo y la comunicación,

 - supervisión remota de la instalación.

Teniendo en cuenta que cumpla con nuestros requisitos y los costes eligiriamos el bus de campo de campo AS-i al ser el mas economico y cumplir con nuestras necesidades.Puede tener hasta 31 nodos.

El nivel que ocuparía dentro de la pirámide CIM seria el nivel de proceso ya que en este nivel se realiza el control directo de las máquinas y sistemas de producción en nuestro caso la estación de bombeo.

Grúa torre

A pesar de su aparente simplicidad, esta máquina tiene que cumplir con estrictos estándares ambientales y de seguridad. La dura competencia de mercado fuerza a los fabricantes a minimizar costes en cada elemento.

Las características de este tipo de grúa son:

 - potencia de la instalación de 10 KW a 115 KW dependiendo de la carga a levantar (de 2 a 350 toneladas),

 - todos los movimientos de la grúa son realizados a traves de motores trifásicos de CA con dos o tres velocidades o variadores de velocidad. El frenado es mecánico y eléctrico,

 - el sistema requiere aproximadamente una docena de sensores y el interface hombre maquina solo puede estar en la cabina o en un control remoto.

Teniendo en cuenta que cumpla con nuestros requisitos y los costes eligiriamos el bus de campo de campo AS-i al ser el mas economico y cumplir con nuestras necesidades.Puede tener hasta 31 nodos.

El nivel que ocuparía dentro de la pirámide CIM seria el nivel de proceso ya que en este nivel se realiza el control directo de las máquinas y sistemas de producción en nuestro caso la grua controlada por el operario. 

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

        La función de las comunicaciones industriales es permitir el flujo de información del controlador a diferentes dispositivos a lo largo del proceso de producción como detectores, actuadores, otros controladores...

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

 Las diferentes alternativas que existen para comunicar los diferentes dispositivos dependen de la complejidad de la red creada y/o el presupuesto para su creación como son:

SISTEMAS CABLEADOS:

-Cableado clasico.
-Sistemas de precableado.
-Entradas y salidas distribuidas.
-Buses de campo.Existen de diferentes tipos los más utilizados actualmente en el mercado son:

• AS-i (Actuator-Sensor Interface).
• CAN (Control Area Network).

• Profibus.

• Interbus.

• Ethernet.

       3. ¿Qué problemas presenta el cableado clásico?

      

        Longitud excesiva del cableado (con las consiguientes caídas de tensión que provoca) ,ruido producido entre los cables de potencia y de señal y a mayor distancia pueden surgir más problemas en la distribución de cableado.

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

           

         -Permiten conectar los captadores y accionadores del autómata con un solo cable de comunicación.

        -Facilita las instalaciones, modificaciones y ampliaciones de las instalaciones (se pueden realizar fácilmente sólo con ampliar el cable de bus y conectar los nuevos componentes).

        -Permite ir más allá que la simle conexión  " todo o nada" (analógicos) permite conectar los dispositivos llamados inteligentes.

        -Permite una fabricación flexible y  sistemas de producción integrados (como los CIM) que controlan todo el proceso de fabricación con sistemas informaticos.

         -Reducción de cableado.(facilita la instalación)

         -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 .

         o Nivel de Proceso.

         1 Nivel de Campo.

         2 Nivel de Célula.

         3 Nivel de Planta.

         4 Nivel de Factoría.

                         

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

       

        Buses de campo tipo AS-i.

       

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

       

        Incluye dos hilos que incorpora conjuntamente la señal de alimentación (+30V) y la señal de control.

       

       

8. ¿Cuál es el futuro de las comunicaciones industriales?

 Son las tecnologias inalambricas (wireles),es decir aquellas que no utilizan cableado fisico y se comunican por ondas a traves del aire.

 

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

       Los propietarios son propiedad de una compañía o grupo de compañías y para utilizarlos es necesario utilizar una licencia, que es concebida a la empresa que la disfruta con una serie de condiciones asociadas, y a un precio considerable y los buses abiertosson todo lo contario las especificaciones son publicas y disponibles a un precio razonable, los componentes criticos tambien estan disponibles y los procesos de validación y verificación estan bien definidos y disponibles en las mismas condiciones que las anteriores.Que los buses propietarios son compatibles con sistemas propios de comunicación de cada fabricante y los buses abiertos son compatibles los sistemas de comunicación entre distintos fabricantes se tiene a estandarizar.

       

      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.

	Técnicas de transmisión de datos	Interface	Técnicas de control de flujo	Detección de errores	Acceso al medio
AS-I (Actuator-Sensor Interface)	Arbol, anillo, BUS y estrella	Bipolar	Simplex	Paridad	Maestro esclavo
CAN (Control Area Network)	BUS	Par trenzado y Fibra Optica	Semiduplex	Crc	CSMA
Device Net	Derivación	Par trenzado	Full Duplex	Crc	CSMA
CANOpen	BUS
Profibus (Process Field Bus)	BUS	RS-485 y Fibra Optica	Full Duplex	Hamming	Testigo
Interbus	Anillo	RS-485	Full Duplex	EECT	Maestro esclavo
Ethernet	Estrella y BUS	Coaxial, par trenzado y Fibra Optica	Full Duplex	Crc	CSMA

      TAREA-ACTIVIDAD 2

     
      Cintas transportadoras y mesas giratorias.
      El bus de campo que necesitaria seria DeviceNet por que puede tener hasta 64 nodos ya que necesitamos hasta 50 entradas/salidas, tiene un bajo coste y alta fiabilidad.
          El nivel que ocupa dentro de la piramide CIM es el nivel de campo.

       Suministro de agua potable.