ANGEL MIRANDA MORALES DOCENTE INACAP
GUIA Nº 5 REDES INDUSTRIALES CONEXIÓN PROFIBUS DP MAESTRO-ESCLAVO ENTRE S7-1200 Y S7-300 SEÑALES ANALOGICAS
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1. OBJETIVOS
Reconocer entorno de trabajo S7-1200 y S7-300 en TIA Portal.
Desarrollo de conexión maestro-esclavo entre S7-1200 y S7-300.
Simulación de conexión Profibus DP entre S7-1200 y S7-300.
Verificación de comunicación mediante Profibus DP.
Uso de señales analógicas entre S7-1200 y S7-300.
2. INICIO DE LA EXPERIENCIA De acuerdo a la experiencia anterior, se realizó la comunicación PROFIBUS DP entre dos S7-300 uno en modo MAESTRO y otro en ESCLAVO, en este caso se utilizaran dos dispositivos diferentes el Siemens Siemens S7-1200 como como MAESTRO MAESTRO y el S7-300 com c omo o ESCLAVO. Se debe tener en cuenta que en esta experiencia, la transferencia de datos será bidireccional, por lo tanto el PLC Esclavo podrá realizar acciones sobre los módulos de salida del PLC Maestro.
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2.1.
CREACIÓN DEL ENTORNO DEL TRBAJO EN TIA PORTAL Se debe crear un nuevo proyecto en el software TIA Portal, por lo cual en esta
ocasión se utilizarán el S7-1200 y el PLC S7-300, el primero en modo maestro y otro en modo esclavo:
Para desarrollar la conexión Profibus DP se debe configurar por separado el Maestro y el Esclavo además de utilizar unos bloques internos del PLC para indicar que se trabajará con comunicación Profibus. Por lo tanto se comenzará a configurar el S7-1200 como MAESTRO, tomando en cuenta los laboratorios anteriores en cuanto a ingreso de componentes. componentes. En la ventana de proyecto, proyecto, hacer doble doble click cl ick en agregar dispositivo:
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2.1.1. PLC S7-1200 MAESTRO Se agregará el primer primer S7-1200, el cual será PLC Maestro: Maestro:
Agregamos los periféricos físicos que se encuentran en el PLC y luego cambiar el nombre del PLC a MAESTRO para organizar la red a crear, en comparación al S7-300, este PLC no viene incluido en la CPU el modo MPI o PROFIBUS, por lo tanto se debe acoplar el módulo externo PROFIBUS que es CM 1243-5. Este módulo permite trabajar en modo MAESTRO el S7-1200:
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Luego camb ca mbia iarr el nomb nombre re del PLC a MAESTRO MAESTRO :
En el apartado de vista del dispositivo, hacer doble click en el conector hembra DB9 del módulo del S7-1200, para ingresar al apartado de configuración PROFIBUS DP de este PLC:
Como este módulo permite solo conexión PROFIBUS, no es necesario a diferencia del S7-300 cambiar su modo de funcionamiento, por lo tanto, se debe ingresar al apartado de Dirección PROFIBUS y agregar la subred PROFIBUS para anexar todos los dispositivos que se conectaran con el PLC Maestro:
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En Subred aparecerá la red PROFIBUS_1:
Este módulo permite solo modo MAESTRO , este parámetro se puede visualizar en el menú Modo de Operación del árb á rbol ol de configuraciones del dis posi positivo: tivo:
Para verificar si la red ha sido creada se debe ingresar a Vista de redes en la parte superior visualizar los componentes de la red y el tipo de conexión usados en cada una de ella:
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2.1.2. PLC S7-300 ESCLAVO Se agregará un nuevo nuevo PLC versión S7-300, el cual será PLC PLC Esclavo, Escl avo, seleccionamos seleccionamos Agregar
dispositivo y seleccionamos el siguiente PLC:
Agregamos Agregamos los periféricos físi cos que se encuentr encuentran an en el PLC y luego cambiar el nombr nombre e del PLC a ESCLAVO para organizar organizar la red a creada:
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Cambiamos el nombre del PLC creado de la misma forma realizada con el PLC MAESTRO, quedando los dos dispositivos etiquetados en la red :
En el apartado de vista del dispositivo, hacer doble click en el conector hembra DB9, para para ingresar i ngresar al apartado apartado de configuraci configuración ón MPI/DP MPI/DP de este PLC y poder poder seleccionar selec cionar el modo PROFIBUS:
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En el apartado Dirección MPI seleccionar PROFIBUS:
Luego de seleccionar la interfaz a PROFIBUS, se debe ir al apartado de Agregar
subred y en este caso se debe indicar que se realizara la conexión a través de la red PROFIBUS_1:
A continuación se debe indicar que este PLC será utilizado como Esclavo DP en la red PROFIBUS, por lo tanto, ingresar a Modo de Operación del árbol de configuraciones del dispositivo y seleccionar Esclavo DP :
Al momento momento de selecci s eleccion onar ar Esclavo DP se habilitará l a opción Maestro DP asignado y se seleccionara sel eccionara el PLC MAESTRO MAESTRO creado con con anterioridad anterioridad::
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Al seleccionarlo se podrá observar que el árbol de parámetros se puede expandir el Modo de operación al hacer eso se debe hacer click en Comunicación I-slave :
Se abrirá la ventana de Áreas de transferencia , en el cual se debe indicar que memorias dentro de la red serán utilizadas para enviar y recibir información dentro de la red PROFIBUS, para esto debe hacer doble click en Agregar nuevo y cambiar el nombre a
Buffer TX y presionar ENTER ¸ el cual se encargará de enviar datos desde el MAESTRO al ESCLAVO:
Se agrega una nueva área de transferencia con el nombre Buffer RX, el que se encargará de enviar datos datos desde el PLC ESCLAVO al MAESTRO:
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Se puede observar que figuran las direcciones que se utilizaran como predeterminado, pero se han de cambiar, pero antes en el área de transferencia Buffer RX se debe hacer click sobre la flecha de color azul para cambiar de sentido el envío de datos, quedando de la siguiente manera:
Para realizar el cambio de las memorias a utilizar de debe ingresar al árbol de parámetros y expandir Comunicación I-slave, se observará que aparecerán los Buffer creados con anterioridad:
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Al hacer click sobre el objeto Buffer TX , se desglosará la ventana de configuración de memorias, la cual permite modificar las memorias a utilizar por la red PROFIBUS para enviar datos desde el MAESTRO al ESCLAVO, en este caso se ha de modificar por la memorias Q120 e I120:
Se realiza el mismo procedimiento para el Buffer RX, pero en este caso se utilizaran las memor memorias ias I100 y Q100 para el envío de datos datos desde el ESCLAVO al MAESTRO:
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Finalmente se verifica que la red entre los dos equipos esta creada, para lo cual se ingresa nuevamente a Vista de redes:
2.2.
CONFIGURACIÓN RED DE TRANSFERNCIA PROFINET En Vista de redes, se puede observar que en cada dispositivo aparece un cuadrado
de color verde, este elemento representa el conector hembra RJ45 que permite realizar la comunicación con el PLC mediante PROFINET , para realizar la configuración configuración de la dirección IP que tendrá el dispositivo y además crear la red se debe hacer click derecho sobre el cuadrado y seleccionar Agregar subred :
Al seleccionarlo se creará la primera red PROFINET correspondiente al PLC MAESTRO:
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A continuación hacer click sobre el PLC y aparecerá la configuración del equipo y seleccionar sel eccionar interfaz interfaz PROFINET:
Aparecerá Aparecerá la ventana ventana de configuración configuración PROFINET y se debe debe seleccionar sel eccionar Direcciones
Ethernet , y colocar una dirección que será propia del maestro en este ejemplo colocar la dirección 192.168.0.2:
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Se desarrolla el mismo procedimiento procedimiento para el PLC PLC ESCLAVO, pero pero utilizando utili zando la dirección IP 192.168.0.3:
Finalmente el entorno de red creado mediante PROFINET y PORFIBUS será:
Con estas configuraciones configuraciones se podrán podrán realizar las la s transferencias transferencias a los l os distintos PLC para para que que puedan comunicarse mediante PROFIBUS DP.
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2.3.
DESARROLLO DE P ROGRAMA ROGRAMA MAESTRO-ESCLAV MAESTRO-ES CLAVO O A diferencia del S7-300, no es necesario llamar a memoria los bloques de
Organización. Es por eso que se puede desarrollar el programa directamente sobre el bloque principal. 2.3.1. PROGRAMA PLC MAESTRO Como Como en este caso se va a utili utilizar zar señales analógicas de entr entrada ada en el PLC Maestr Maes tro, o, se debe verificar las memorias memorias de entrada entrada analógica que el PLC PLC S7-1200 tiene as ignadas en manera predeterminada, para eso, hacer doble click sobre el PLC e ir al apartado general del contro controlador lador e ingresar al menú menú de señales a nalógicas AI2:
Al ingresar al apartado de Entradas analógicas , se visualizará las memorias utilizadas para recibir las señales de los transmisores que se conectarán dispositivo físicamente:
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Al tener dos entradas analógicas estas se representan por dos canales (Canal0 y Canal1), las memorias utilizadas son de tipo W (Word o 2Bytes de datos), esto indica que en el canal cero se está utilizando la memoria IW64 (entrada analógica tipo Word con dirección 64) y en el canal uno se utiliza la memoria IW66 (entrada analógica tipo Word con dirección 66) . Esto quiere decir que si dentro de la programación se está utilizando un canal de la s eñal analógica se debe llamar a memor memoria ia una de las dos dos variables indicadas indicadas anteriormente . Además se debe tomar en cuenta que el PLC recibe señales analógicas de 0 a 10 volts equivalentes a un rango en cuenta e números enteros de 0 a 27648 estos valores se utilizaran para desarrollar el escalamiento del sistema. Para el desarrollo del programa de usuario, se debe controlar la presión existente en una caldera para lo cual se conoce la siguiente información:
La presión máxima dentro de la caldera debe no superar los 2,5 Bar.
Nuestro transmisor de presión registra valores entre 1 a 3 Bar.
Al momento de superar esa barrera se debe abrir una válvula de alivio de presión, hasta que la presión interna sea inferior a un 30% de la presión máxima.
El transmisor se encuentra conectado en el canal 0 del PLC S7-1200.
El activador de la válvula de alivio se encuentra conectado en la salida discreta Q0.5 del PLC S7-300.
El programa debe tener la capacidad de realizar el escalamiento entre la presión y las cuentas y al llegar a la presión máxima indicarle al PLC S7-300 que debe activar la válvula de alivio en la salida respectiva. En el programa del PLC Maestro no será necesario crear un bloque de información desde el S7-300 al S7-1200, por lo tanto en el programa de usuario desarrollado se ha omitido el bloque de movimiento desde el PLC ESCLAVO al MAESTRO.
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2.3.2. PROGRAMA PLC ESCLAVO Para el PLC ESCLAVO se debe realizar el mismo procedimiento que en la guía anterior del PROFIBUS entre S7-300, esto quiere decir, llamar a memoria los bloques OB82 y OB86:
Luego crear una función con el nombre ESCLAVO y dentro de dicha función desarrolla desarrollarr el siguiente si guiente programa: programa:
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Finalmente agregar la función ESCLAVO al bloqu bl oque e OB1 (Main), del PLC ESCLAVO:
Los bloques bloques usados en el PLC ESCLAVO son los siguientes: si guientes:
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Finalmente a través de un calibrador de lazo conectado al PLC S7-1200, se comenzará a variar el voltaje de entrada y verificar la activación de la salida discreta Q0.5 desde el PLC S7-300. Además Además mediante mediante la tabla de estado es tadoss desde el software software TIA Portal se podrá observar el cambio de valores dentro de la memoria de entrada analógica y el escalamiento realizado y almacenado en la memoria MD4.
A modo de crear un sistema de verificación de activación de la válvula de alivio agregar líneas de instrucción de tal manera que el S7-1200 pueda verificar el estado real de la válvula de al ivio (apertura (apertura o cierre).