Manual de MikroPLAN Para Arduino

Programación Gráfica de la Tarjeta Arduino UNO mediante los Lenguajes KOP y AWL con MikroPLAN V9.0 y PLCmDuino V4.0

MANUAL DE USUARIO

2

ÍNDICE CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN AL MANEJO DE MikroPLAN

4

1.1

DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE

4

1.2

INSTALACIÓN DEL PROGRAMA

5

1.3

INSTALACIÓN DEL BIOS PLCmDuino EN LA TARJETA ARDUINO

6

1.4

DETECCIÓN DEL BIOS DESDE MikroPLAN

10

1.5

PLCmDuino EN MODO DE EVALUACIÓN

13

1.6

GENERACIÓN DE LA SOLICITUD DE LICENCIA DE ACTIVACIÓN

1.7

1.8

DE PLCmDuino

13

1.6.1

Solicitud de licencia de activación de primera vez

14

1.6.2

Recepción e instalación del archivo de licencias

18

1.6.3

Solicitud de licencia portátil

20

1.6.4

Reprogramación de Arduino con su IDE srcinal

25

PROGRAMACIÓN DE PLCmDuino

25

1.7.1

Captura de una red de arranque y paro

25

1.7.2

Guardado del programa

30

1.7.3

Simulación del programa en código AWL

30

1.7.4 1.7.5

Simulación del programa en KOP Circuito de prueba con la tarjeta Arduino para el programa

33

de arranque y paro

34

1.7.6

Carga del programa en la tarjeta Arduino

35

1.7.7

Emulación de código AWL y diagramas KOP

39

1.7.8

Paro del programa

39

1.7.9

Arranque del programa

40

1.7.10

Borrado del programa

40

1.7.11

Paro forzado al arranque

42

CONEXIÓN DE MikroPLAN Y PLCmDuino VÍA BLUETOOTH

44

1.8.1 Emparejamiento de dispositivos Bluetooth

46

CAPÍTULO 2. CARACTERÍSTICAS DE PLCmDuino

51

2.1

MARCAS ESPECIALES

51

2.1.1 Marca de ejecución continua

51

2.1.2 Marca de primer ciclo

51

2.1.3 Marca de reloj de 1 minuto

51

2.1.4 Marca de reloj de 1 segundo

52

2.1.5 Marca de conmutación de ciclo

52

2.2

REGISTROS IMAGEN DE LAS ENTRADAS

52

2.3

REGISTRO IMAGEN DE LAS SALIDAS

52

Versión 1.80 Fecha de creación: 1/8/2016 Fecha de última revisión: 12/3/2017

3

2.4

REGISTROS EN MEMORIA

52

2.5

CONTADORES

53

2.6

TEMPORIZADORES

53

2.7

PILA

53

2.8

JUEGO DE INSTRUCCIONES AWL

53

CAPÍTULO 3. PLCmDuino Y FluidSIM

56

3.1

PREPARACIÓN DE FluidSIM PARA LA COMUNICACIÓN CON MikroPLAN

57

3.2

CONEXIÓN DE MikroPLAN CON FluidSIM Y PLCmDuino

60

CAPÍTULO 4. PLCmDuino Y MobilePorts

67

4.1

INSTALACIÓN DE MobilePorts EN UN TELÉFONO MÓVIL

67

4.2

EMPAREJAMIENTO DEL MÓDULO BLUETOOTH CON EL MÓVIL

70

4.3

CONTROL DEL PROGRAMA EN PLCmDuino DESDE MobilePorts

71

4.3.1 Conexión de MobilePorts con PLCmDuino

71

4.3.2 Arranque, paro y estado de un programa desde MobilePorts

74

CAPÍTULO 5. PLCmDuino Y STEP7 MicroWin 5.5

79

CAPÍTULO 6. PLCmDuino sin Arduino

89

5.1

EJEMPLO DE SIMULACIÓN/EMULACIÓN


79

4

CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN AL MANEJO DE MikroPLAN 1.1 DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE MikroPLAN es una aplicación de 32 bits para Windows™ que permite al usuario programar microcontroladores en dos tipos de lenguajes: - KOP (kontaktplan – esquema de contactos) también conocido como lenguaje de escalera (ladder) - AWL (Anweisungsliste – Lista de Instrucciones) Una vez que el usuario ha terminado de capturar el esquema de su estrategia de control o el listado de su programa, el compilador de MikroPLAN lo traduce al lenguaje del microcontrolador destino y lo envía al área de memoria no volátil del micro. MikroPLAN soporta tres tipos de microcontroladores: - PIC18F2550 - PIC18F4550 - ATMEGA 328P-PU El último micro es el que se utiliza también en la tarjeta Arduino UNO® por lo que este hardware también está soportado para programarlo desde el software MikroPLAN. Ahora bien, para que MikroPLAN pueda grabar algún programa creado por el usuario, es indispensable que en el microcontrolador destino se encuentre


5

cargado un firmware o software embebido denominado BIOS (Basic Input Output System – Sistema Básico de Entrada / Salida). Gracias a este programa alojado en la memoria FLASH del micro, es que MikroPLAN puede transferir los códigos generados por su compilador al micro destino. El BIOS se encarga entonces de recibir estos datos y grabarlos en la memoria no volátil disponible del micro. El BIOS para los microcontroladores de Microchip® se denomina PLCMicro, mientras que el para el caso del micro de ATMEL® o de la tarjeta

Arduino, se denomina PLCmDuino. El firmware para los dos primeros microcontroladores aún no se encuentra en su forma distribuible por lo cual únicamente está disponible el BIOS para la tarjeta Arduino UNO® que es el mismo que para el ATMEGA 328P-PU. Por tanto en este manual se tratará únicamente la programación del BIOS PLCmDuino. El mismo usuario puede cargar el BIOS en cualquier tarjeta Arduino UNO® pero se requiere de una licencia de activación para poder programar el micro ATMEGA328P-PU o la tarjeta Arduino UNO® desde MikroPLAN. Esto se describe más adelante en este manual. En la versión 9.0 de MikroPLAN se incorpora, a la simulación AWL que ya estaba disponible srcinalmente, la simulación y emulación de KOP cuyo propósito es facilitar la depuración de programas. También se ha incluido un modo de emulación de AWL. Los modos de emulación tienen el propósito de interactuar con las entradas y salidas de PLCmDuino en tiempo real desde la corrida de la estrategia en KOP o AWL en la PC. Los modos de simulación se pueden utilizar sin restricción alguna pero los modos de emulación requieren conectividad con PLCmDuino junto con una licencia válida de activación.

1.2 INSTALACIÓN DEL PROGRAMA 1. Copia el contenido de la carpeta comprimida ProyexDuino.ZIP a la unidad C: de tu computadora, de tal manera que en el directorio raíz quede la carpeta como: c:\ProyexDuino


6

OB SERV A CIÓN El contenido de la carpeta ZIP debe descomprimirse en el directorio raíz de unidad c: de tal manera que quede como se muestra en la siguiente figura

De lo contrario, MikroPLAN no funcionará adecuadamente o no se ejecutará

2. En la carpeta: c:\ProyexDuino\Proyectos\PLCmDuino\Programación\Ladder

Ubica el programa MikroPLAN.exe

Y crea un acceso directo desde el escritorio OB SERV A CIÓN El funcionamiento del programa MikroPLAN se ha probado para las versiones de Windows™ XP, Vista, 7, 8, 8.1 y 10


7

1.3 INSTALACIÓN DEL BIOS PLCmDuino EN LA TARJETA ARDUINO Una vez que hayas instalado los “drivers” para acceder a la tarjeta Arduino en tu computadora, necesitas cargar el BIOS PLCmDuino en tu tarjeta Arduino. Sigue los siguientes pasos: 1. En la carpeta

c:\ProyexDuino

Ubica y ejecuta el programa JOGATECHProyex.exe

2. Aparecerá la ventana principal del programa y después se mostrará una ventana emergente de presentación

A continuación aparecerá un cuadro de diálogo para que selecciones la versión Windows que estés utilizando. Después oprime “Aceptar”


8

3. En el menú principal, selecciona la opción “Firmware”->”Carga …”

4. Aparecerá un cuadro de diálogo. Introduce el número de puerto COM que Windows haya asignado a tu tarjeta. Asegúrate de que la casilla “Esperar inicialización del BIOS antes de detectar” esté desactivada


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5. En “Firmware”, selecciona la versión del f irmware a cargar en tu tarjeta. En este caso elige “PLCmDuino_UNO_R3” para la tarjeta Arduino UNO R3

6. Oprime “Cargar”. Aparecerá otro cuadro de diálogo

Oprime “Sí”. El firmware comenzará a cargarse en tu tarjeta. Si la carga fue exitosa, aparecerá al finalizar un cuadro de diálogo


10

Oprime después “Aceptar”. Finalmente se te informará el nombre del BIOS que se grabó en la tarjeta

7. Oprime “Aceptar” y sal de la aplicación “JOGATECHProyex”

1.4 DETECCIÓN DEL BIOS DESDE MikroPLAN Una vez cargado el BIOS, comprueba que MikroPLAN puede acceder a él. Para ello realiza un proceso de detección de la tarjeta 1. Haz doble clic sobre el icono de MikroPLAN


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2. Aparecerá la ventana principal del programa y después un cuadro emergente de presentación

3. A continuación aparecerá un cuadro de diálogo solicitándote que elijas la versión de Windows™ bajo la cual está corriendo el programa:

Por defecto, está enfocada la versión 10 de Windows. Oprime “Aceptar” para continuar 4. Finalmente aparecerá un cuadro de diálogo solicitándote que captures el número de puerto COM para que MikroPLAN se enlace con PLCmDuino a través del puerto serial. En el campo “Puerto:” ingresa el valor del puerto COM asignado a la tarjeta


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5. Oprime “Detectar”. Si el enlace se realizó correctamente, aparecerá un cuadro diálogo informando que se detectó el BIOS en la tarjeta

Y los campos “Controlador” y “Versión BIOS” mostrarán la información que el BIOS envió a MikroPLAN

6. Oprime “Aceptar” para cerrar el cuadro de diálogo


13

1.5 PLCmDuino EN MODO DE EVALUACIÓN Una vez que hayas detectado con éxito PLCmDuino, puedes programarlo sin necesidad de utilizar una licencia de activación. En este caso, estarás utilizando PLCmDuino en modo de evaluación. Todas las funciones de PLCmDuino están habilitadas en este modo; sin embargo, los programas que cargues se almacenarán únicamente en la RAM disponible de Arduino. Esto significa que al desenergizar la tarjeta, el código del programa se perderá. Si deseas programar PLCmDuino en modo de evaluación ve al apartado “1.7 PROGRAMACIÓN DE PLCmDuino” ya que el procedimiento que se explica ahí se aplica tanto para cuando tienes una licencia o cuando trabajas en modo evaluación.

1.6 GENERACIÓN DE LA SOLICITUD DE LICENCIA DE ACTIVACIÓN DE PLCmDuino Si bien ya pudiste acceder a PLCmDuino desde MikroPLAN, necesitas una licencia de activación que te permitirá grabar un programa en la memoria no

volátil de tu tarjeta Arduino mediante los lenguajes KOP y AWL en la o las computadora(s) que desees. La licencia tiene un costo y para obtenerla necesitas generar primero una solicitud de licencia desde MikroPLAN que luego deberás enviar al autor. En

respuesta, él te enviará un archivo que contiene la licencia de activación solicitada. Esta licencia de activación es un archivo que contiene un código de referencia que está vinculado a un código de preactivación que se graba en la

tarjeta Arduino que aloja el BIOS. Incluye también un sello digital del equipo de cómputo que se utiliza para programarlo. La solicitud de licencia tiene dos modalidades: 1. Solicitud de licencia para utilizar una nueva copia del BIOS o licencia de primera vez. Se requiere cuando vas a utilizar por primera vez la nueva

copia del BIOS PLCmDuino que cargaste en tu tarjeta Arduino y que vas a programar desde la computadora desde donde estás realizando la solicitud


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de licencia. En este proceso, MikroPLAN genera y graba en la tarjeta Arduino que aloja el BIOS el código de preactivación. Además genera el sello digital para el equipo desde el cual se realiza la solicitud 2. Solicitud de licencia para registrar nuevo equipo para programar el BIOS o licencia portátil. Se requiere cuando deseas programar PLCmDuino en una

computadora diferente a la que utilizaste para generar la licencia de primera vez. En este tipo de solicitud, MikroPLAN genera solamente un sello digital único para el equipo desde el que se realiza la solicitud y no se graba ni se modifica el código de preactivación que esté presente en tu tarjeta Arduino Una vez que hayas enviada la solicitud, el autor responderá a tu mensaje enviándote un archivo de licencia único para tu tarjeta y para el o los equipo(s) que vas a utilizar para programar a PLCmDuino. Esto significa entonces que para programar a PLCmDuino desde un equipo de cómputo en particular, debes tener la copia del archivo de licencia en su disco fijo.

1.6.1

Solicitud de licencia de activación de primera vez

Como ya se había mencionado, esta licencia te permite utilizar PLCmDuino en la tarjeta Arduino que aloja el BIOS y en la computadora desde la que vas a generar este tipo de licencia. Para generarla sigue los siguientes pasos: 1. Conecta tu tarjeta Arduino con el BIOS PLCmDuino 2. Corre la aplicación “JOGATECHProyex” y selecciona la opción “Firmware”>”Detectar”. El proceso para detectar el BIOS en PLCmDuino desde esta aplicación es el mismo que hiciste para MikroPLAN. Sigue los pasos 4 a 6 del apartado 1.4 3. En el menú principal selecciona la opción “Licencias”->”Solicitar licencia de activación de primera vez”


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4. Aparecerá un cuadro de diálogo que te permitirá seleccionar el producto para el cual deseas solicitar la licencia

4. Selecciona la opción “PLCmDuino UNO”. Aparecerá la descripción del mismo


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OB SERV A CIÓN Si deseas solicitar la licencia para STEPDuino selecciona la opción “Aplicaciones para PC”

5. Oprime “Generar”. Aparecerá entonces el siguiente cuadro de diálogo.

Puesto que es la primera vez que vas a generar la licencia, oprime “Si” 6. Aparecerá entonces el siguiente cuadro de diálogo


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7. Oprime “Aceptar”. Aparecerá un cuadro de diálogo solicitando que cambies, si así lo deseas, el nombre del archivo de solicitud generado (extensión SOL). Te sugiero que no lo modifiques y únicamente ubiques la carpeta en donde guardarlo. Si lo deseas, puedes guardarlo en la carpeta “ProyexDuino\Solicitudes”. Después oprime “Guardar”

8. Aparecerá finalmente el cuadro


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1.6.2

Recepción e instalación del archivo de licencias

El archivo de licencias que recibirás del autor es una biblioteca DLL (Dynamic Link Library – Biblioteca de Enlace Dinámico) única para tu tarjeta y para el o los equipo(s) que vas a utilizar para programar PLCmDuino. El nombre del archivo es: JOGATECHLicencias.DLL

Sigue los siguientes pasos para instalar el archivo de licencias en tu equipo. 1. Una vez que hayas recibido este archivo por parte del autor, asegúrate de que “MikroPLAN” ni “JOGATECHProyex” estén corriendo y cópialo a la carpeta c:\ProyexDuino\DLL

Ahí ya estará un archivo con el mismo nombre que es el srcinal que está en la carpeta ZIP y que no tiene licencia alguna, por tanto simplemente deja que Windows lo reemplace 2. Ejecuta MikroPLAN y después del proceso de detección, selecciona la opción “Licencias->Seleccionar …”. Aparecerá una lista con las licencias disponibles para ese equipo. En este caso, aparecerá la licencia de activación que solicitaste con un código de referencia

OBSERVACIONES a. Puesto que no hay límite en el número de licencias que desees solicitar, se te sugiere encarecidamente que etiquetes la tarjeta Arduino que aloja al


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BIOS preactivado con el código de referencia que aparezca en tu caso en la tercera columna de la lista del cuadro de diálogo

b. La indicación de la disponibilidad de la licencia en la columna de extrema derecha de la lista significa únicamente que el equipo que vas a utilizar para programar PLCmDuino está registrado en la licencia seleccionada, por lo que puedes programar la tarjeta Arduino con él. Sin embargo, no significa que la referencia que aparece ahí esté efectivamente ligada a la tarjeta Arduino que estés utilizando. Esto último lo podrás comprobar únicamente al momento de grabar cualquier programa en ella

c. Como ya se mencionó anteriormente, al descargar por primera vez la carpeta ZIP, la biblioteca no tiene licencia alguna, por lo cual, al hacer clic en esta opción en el menú principal aparecerá el cuadro de diálogo

d. Cuando solicites una nueva licencia, el archivo de licencia que recibirás contendrá las licencias anteriores más la nueva licencia solicitada. De esta forma las licencias que hayas solicitado anteriormente se conservan

e. Del archivo de licencias, no se pueden eliminar referencias no válidas o que ya no utilices


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ADVERTENCIA Una vez que recibas el archivo de licencia no solicitu d co n la tarje ta ya a ctivada pues el pro solicitu d destruirá el código

intentes generar una nu

eva

ceso de g enera ción de la

de p reactivació n en tu tarje ta Ard uino para el

cu al es válida la licen cia q ue recib iste. Por tanto , si realiz as otr a sol icitu d de l icen cia, la cl ave q ue es tépr esen te ahís e des tru irá y y a no hab rá form a de recu perarla, por lo

qu e si des pu é s d eseas utili zar PLCmDu ino en

tu tarjet a ard uin o, la li cen cia q ue r ecib ist e ya n o s erá válid a y po dr ás pro gramarlo solicitar un

1.6.3

solamente en m

odo evaluació n po r lo q ue tendrá s qu e

a nueva licencia.

Solicitud de licencia portátil

Como ya se había comentado anteriormente, necesitas realizar esta solicitud cuando deseas programar a PLCmDuino en una computadora distinta a la que utilizaste para generar la licencia de primera vez. Cuando se realiza esta solicitud, MikroPLAN genera un sello digital para el nuevo equipo desde el cual vas a programar a PLCmDuino. Este sello se incorporará en el archivo de licencias que recibirás del autor. Para ello sigue los siguientes pasos: 1. Descomprime el contenido de la carpeta “ProyexDuino.zip” en la computadora desde la cual también deseas PLCmDuino (computadora destino) 2. Ubica el archivo “JOGATECHLicencias.dll” de la computadora desde donde realizaste la solicitud de licencia de primera vez y cópialo a la computadora destino 3. Conecta tu tarjeta Arduino que aloja el BIOS PLCmDuino preactivado a la computadora destino 4. En la computadora destino, carga JOGATECHProyex.exe y después realiza el proceso de detección de la tarjeta OB SERV A CIÓN Si la única licencia que tienes es la de primera vez, ve directamente al paso 7


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5. Elije la opción “Licencias”->”Seleccionar ...”

6. Aparecerá la lista de licencias disponibles como anteriormente se mostró. Selecciona la licencia cuyo código de referencia coincide con el que marcaste en tu tarjeta y que conectaste a la computadora destino. Oprime “Aceptar” para cerrar la lista 7. En el menú principal haz clic en la opción “Licencias”->”Solicitar licencia de activación portátil”

8. Aparecerá el cuadro de diálogo


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9. Oprime “Sí”. Si la referencia de la clave de preactivación está registrada en la licencia actual, aparecerá el mensaje

10. Oprime “Aceptar”. Aparecerá el cuadro de diálogo


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OB SERV A CIÓN Este cuadro de diálogo es meramente informativo de la licencia en la que se incluirá el sello digital del equipo por lo que no se te permitirá modificar o seleccionar alguno de los campos

11. Oprime “Generar”. Aparecerá un cuadro de diálogo similar al del paso 6 del apartado 1.5.1

12. Nuevamente te sugiero que no cambies el nombre y lo guardes en la carpeta de tu preferencia para que después lo envíes al autor. OBSERVACIONES a. Si intentas generar la licencia portátil desde la misma computadora que utilizaste para generar la licencia de primera vez, aparecerá el mensaje


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b. Si la clave de preactivación de PLCmDuino no coincide con la de su referencia en la licencia de activación seleccionada, aparecerá el mensaje

Y después de hacer clic en “Aceptar”, aparecerá el mensaje

COMENTARIO Por cada nu eva copia del BIOS

PLCmDu ino q ue cargues en algun

a tarje ta

Ar du ino , nec esitará s realizar e l proc eso de so licitu d de licen cia de activació n descrito arriba en cualquiera de sus dos m


od alidades

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1.6.4

Reprogramación de Arduino con su IDE srcinal

Se ha comprobado que el código de preactivación de PLCmDuino prevalece en la tarjeta Arduino UNO tras programarla nuevamente con su IDE (Integrated Development Environment – Entorno de Desarrollo Integrado) srcinal. Esto significaría entonces que puedes realizar aplicaciones a través de su IDE utilizando Processing, que es el lenguaje nativo de la tarjeta Arduino, o bien cuando desees utilizar ladder, puedes recargar el BIOS nuevamente en la tarjeta Arduino como se describió en la sección 1.3 y utilizar MikroPLAN sin necesidad de pagar una nueva licencia de activación. Sin embargo, el autor no garantiza que esta práctica no llegue a dañar alguna vez la integridad del código de preactivación o bien, que la ejecución del programa que cargues en Arduino con su IDE srcinal llegue a alterarlo también. Por tanto, si esto llegara a suceder, tendrás que generar un nuevo código de preactivación y pagar por una nueva licencia.

1.7 PROGRAMACIÓN DE PLCmDuino 1.7.1

Captura de una red de arranque y paro

Se realizará un esquema que representa una red de arranque y paro 1. Entra a MikroPLAN y después del procedimiento de detección, en la barra de botones de acceso rápido oprime el botón

2. Aparecerá el editor de esquemas de contactos


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3. En el extremo izquierdo de la barra de iconos aparecen botones que identifican los grupos en los que se encuentran agrupados los elementos disponibles en el editor KOP de MikroPLAN. A su derecha aparecen los elementos que conforman el grupo seleccionado. Observa en el área clara del editor que aparece el curso resaltado mostrado como un rectángulo de color rojo Para insertar un símbolo, simplemente coloca el cursor en la posición deseada. Después selecciona el grupo y el elemento que desees agregar. Por ejemplo para la red de arranque y paro procedemos primero a agregar dos contactos


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4. Agrega después una bobina. Para ello elije el grupo

Después selecciona la bobina

5. Agrega otro contacto en la parte inferior


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6. Coloca el cursor en el primer contacto que agregaste y luego oprime

Se realizará la conexión hacia el contacto de abajo

7. Haz clic sobre el signo de interrogación y escribe la etiqueta que vayas a


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utilizar para designar a cada contacto o bobina. Para el ejemplo,

se

utilizarán las entradas I0.0 e I0.1 y la salida Q0.0

Las entradas se designan mediante I y las salidas con Q. Para PLCmDuino, los puertos de entrada/salida disponibles para la tarjeta Arduino son: I0

Puerto de entrada de16 bits. Para Arduino se pueden asignar cualquiera de las terminales 2 a 12 a los bits del puerto

Q0 Puerto de salida de 16 bits. Para Arduino se pueden asignar cualquier de las terminales 2 a 12 a los bits del puerto I1

Puerto de entrada de 16 bits. Se pueden asignar cualquiera de las

terminales A0 a A5 a los primeros 6 bits de este puerto únicamente Q1 Puerto de salida de 16 bits. Se pueden asignar cualquiera de las terminales A0 a A5 a los primeros 6 bits de este puerto únicamente I2

Puerto de entrada de 16 bits. Se utiliza para recibir datos vía Bluetooth desde MobilePorts

Q2 Puerto de salida de 16 bits. Se utiliza para enviar datos vía Bluetooth desde MobilePorts OBSERVACIONES a. La asignación de bits a las terminales físicas de Arduino se describirá más


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adelante cuando se vaya a cargar el programa

b. A partir de la versión 8.60, puedes utilizar etiquetas para designar marcas o registros

1.7.2

Guardado del programa

1. En la barra de botones de acceso rápido, oprime el botón

2. Aparecerá el cuadro de diálogo solicitándote que cambies el nombre del archivo

3. Ubica la carpeta y selecciona el nombre para el archivo. Después oprime “Guardar”

1.7.3 Simulación del programa en código AWL Esta es la simulación srcinal de MikroPLAN sin embargo a partir de la versión 9, ésta se realiza utilizando una máquina virtual de PLCmDuino integrada en MikroPLAN. De esta manera, la forma en que se ejecute el código en la PC, es como se ejecutará en PLCmDuino. Por supuesto, debido a la arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer – Computadora con Conjunto Reducido de Instrucciones) del micro de Arduino, el código se ejecutará más rápido en la tarjeta que en la PC.


31

1. Oprime el icono 2. Se generará el código AWL equivalente del diagrama y se realizará la compilación del mismo. Si no hubo error, aparecerá la ventana

3. Oprime “Aceptar”. Aparecerá un tablero que tiene pulsadores para generar las entradas al autómata e indicadores para mostrar el estado lógica de las salidas del autómata durante la simulación

4. Oprime el pulsador que representa a la entrada I0.0. Se realizará el enclave


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5. Regresa el pulsador a su posición de apagado. Oprime ahora el pulsador I0.1 para desenclavar la bobina

6. Para terminar la simulación, oprime el botón


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1.7.4

Simulación del programa en KOP

Es la simulación del diagrama de escalera 1. Oprime el icono 2. Aparecerá el mismo tablero de control de la simulación en AWL pero ahora se mostrarán resaltados en fondo de color ciano y en tiempo de ejecución los valores de las marcas y registros que estés utilizando en el diagrama de escalera. Cuando el estado lógico del contacto (no de la marca) es cierto, éste se mostrará en amarillo

3. Oprime el pulsador I0.0


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4. Libera el pulsador I0.1. Checa que en color rojo se muestra resaltada la bobina así como también la trayectoria que la está energizando

5. Oprime el pulsador I0.1. Checa cómo se realiza el desenclave

6. Para terminar la simulación, oprime el botón

1.7.5

Circuito de prueba con la tarjeta Arduino para el programa de arranque y paro

Conecta a la tarjeta Arduino, los elementos que se muestran en el circuito de la figura 1.1 Versión 1.80 Fecha de creación: 1/8/2016 Fecha de última revisión: 12/3/2017

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Figura 1.1. Circuito de prueba para el programa de arranque y paro

OBSERVACIONES a. En los pines 2 y 3 se han colocado dos pulsadores que corresponderán a los contactos I0.0 e I0.1 del diagrama en KOP b. En el pin 4 se ha colocado un LED que corresponderá a la bobina Q0.0

1.7.6

Carga del programa en la tarjeta Arduino

Antes de cargar el programa en PLCmDuino, primero deberás realizar la configuración de las terminales de la tarjeta de acuerdo a las necesidades de tu aplicación. A partir de la versión 8.60, esto se realiza en el editor KOP. 1. Oprime el botón “ARDUINO”


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2. Aparecerá el cuadro de diálogo de configuración de pines. A partir de la versión 8.60, puedes también configurar los pines de conversión analógica a digital como terminales digitales. Para este programa, anota la siguiente configuración

El primer carácter de la izquierda en el campo “Pines 2 a 12 (I0/Q0)” representa la configuración del pin 2; el segundo el del pin 3 y así sucesivamente. Para este programa y de acuerdo con el diagrama de la figura 1.1, los pulsadores de arranque y paro se conectarán en los pines 2 y 3 (entradas I0.0 e I0.1) y un LED se conectará al pin 4 (salida Q0.0). OBSERVACIONES a. En el campo “Pines 2 a 12 (I0/Q0)” solamente se pueden configurar los pines 2 al 12 ya que los pines 0 y 1 de la tarjeta Arduino se reservan para comunicación con MikroPLAN o Bluetooth b. En el campo “Pines A0 a A5 (I1/Q1)” se pueden configurar los pines analógicos como entradas o salidas digitales

c. Una entrada se especifi ca con “i” y una salida se indica con “q” u “o”. Si se utilizan minúsculas, significa que el valor lógico a la entrada o a la salida no se invertirá al realizar la adquisición o al realizar la señalización según corresponda. Sin embargo, si las entradas o las salidas se designan con mayúsculas (I, O, Q) su estado lógico se invertirá

d. Por defecto, cuando aparece el cuadro de configuración por primera vez, todas las terminales aparecen como entradas no invertidas

e. El pin 13 se reserva para mostrar el estado del programa a través del LED


37

que está conectado a este pin en Arduino. Si el LED está apagado, significa que el programa está detenido o está en modo “STOP”. Si el LED encendido, significa que el programa está corriendo o está en modo “RUN”. Solamente cuando desde PLCmDuino se configuran motores a pasos es posible utilizar este pin como salida

3. Oprime “Aceptar”. Elige ahora la opción del menú “PLCmDuino”->”Cargar programa”. También puedes cargar el programa oprimiendo

Se generará el código AWL del diagrama en KOP


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4. Oprime “Aceptar” para continuar. Se cargará el código del programa en la tarjeta

5. Una vez cargado el programa, PLCmDuino lo ejecutará. En el circuito de prueba de la figura 1.1 verifica el funcionamiento del programa. Al oprimir el pulsador I0.0 deberá encenderse el LED colocado en Q0.0 y deberá permanecer así hasta que se oprima el pulsador I0.1, que es cuando el LED deberá apagarse OB SERV A CIÓN Una vez que el compilador haya generado el código, intentará enviarlo a PLCmDuino para que se cargue en Arduino utilizando la licencia seleccionada actual. Sin embargo, si no se tiene una licencia o no es la correcta para la tarjeta Arduino actual, aparecerá el mensaje


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1.7.7

Emulación de código AWL y diagramas KOP

En este modo se efectúa la simulación del código AWL o del diagrama en KOP desde la computadora, pero realizando simultáneamente la adquisición de datos y señalización digital en tiempo real en PLCmDuino. Como ya se había comentado, necesitas tener conectada la tarjeta Arduino junto con una licencia de activación válida. Para la emulación AWL oprime KOP oprime .

1.7.8

y para la emulación

Paro del programa

Para detener el programa que se está ejecutando en PLCmDuino, desde tu equipo de cómputo, elige la opción “PLCmDuino”->”STOP”

Aparecerá el mensaje


40

1.7.9

Arranque del programa

Para

ejecutar

el

programa

cargado

en

Arduino,

elige

la

opción

“PLCmDuino>”RUN”

Aparecerá el mensaje

1.7.10 Borrado del programa Cuando deseas utilizar PLCmDuino como interfaz para utilizar Arduino como tarjeta de adquisición de datos o señalización digital desde otros programas como LabVIEW, Visual Basic o FluidSIM, deberás borrar el programa previamente cargado ahí. Para ello elije la opción “PLCmDuino”->”Borrar programa”


41

Aparecerá un mensaje solicitándote la confirmación de la operación

Si estás seguro, haz clic en “Sí”. Después de unos segundos aparecerá otro mensaje

OB SERV A CIÓN La operación de borrado del programa no elimina ni modifica el código de preactivación


42

1.7.11 Paro forzado al arranque En el código AWL o en los esquemas KOP con PLCmDuino, es posible compartir el módulo de comunicación serial a través del cual se comunica con MikroPLAN. Así, el usuario puede utilizar los bloques de comunicación serial incluidos en este software tanto para transmitir o bien para recibir datos en sus propias aplicaciones. Sin embargo, en tu aplicación deberás evitar una transmisión permanente de datos ya que si esto llega a suceder se bloqueará la comunicación entre PLCmDuino y MikroPLAN. En la figura 1.2 se muestra un programa que después de cargarse en PLCmDuino, bloqueará la comunicación con MikroPLAN

Figura 1.2. Programa que bloqueará la comunicación de PLCmDuino con MikroPLAN

En el diagrama, SM0.0 es la marca de ejecución continua del autómata y tiene siempre un valor de 1. Esta marca es compatible con los PLC SIMATIC 21X. El bloque RS232.TX transmite la cadena de caracteres que aparece en su nodo de entrada cuando se activa su nodo de habilitación “EN”. Puesto que cuando la tarjeta Arduino se energiza, PLCmDuino ejecuta cualquier programa que se encuentre cargado en memoria, el contacto siempre permanecerá cerrado en la red, haciendo entonces que el bloque transmita continuamente el mensaje “ESTE PROGRAMA ESTA INCORRECTO” desde PLCmDuino. Esto impedirá que PLCmDuino pueda comunicarse apropiadamente con MikroPLAN y por tanto, NO HABRÁ POSIBILIDAD de detenerlo desde MikroPLAN ni tampoco se podrá cargar otro programa. Una situación similar puede ocurrir cuando el código del programa del usuario se corrompe, por ejemplo, cuando sucede una inestabilidad del voltaje en el riel de alimentación de la tarjeta. Si bien PLCmDuino tiene un algoritmo interno para verificar la integridad del código del programa alojado en la


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memoria de tu tarjeta, pudiera suceder que aún así no se llegaran a reconocer adecuadamente los códigos de instrucción, haciendo entonces que la ejecución del programa sea incorrecta o errática. Si esto llegara a suceder, se deberá realizar un procedimiento de paro forzado al arranque del programa defectuoso como se describe a continuación:

1. Desconecta la tarjeta de cualquier fuente de alimentación y de cualquier conexión externa 2. Realiza un puente entre el pin 0 de la tarjeta y tierra de tal manera que después puedas removerlo manualmente de forma rápida y sin dificultad tal como se muestra en el diagrama de la figura 1.3

Figura 1.3. Conexión del puente para realizar el paro forzado del programa al arranque

3. Energiza la tarjeta. El LED indicador del pin 13 se encenderá momentáneamente y luego deberá apagarse. Esto significa que el programa se ha detenido (condición de STOP) y ya no se ejecutará 4. Con la tarjeta energizada, remueve rápidamente el puente que colocaste. En el primer instante en que PLCmDuino detecte que el pin 0 ya no está conectado a tierra, el LED se encenderá y realizará tres parpadeos en un tiempo aproximado de 1.5 s (0.5 s por parpadeo). Después de ese período, PLCmDuino habilitará el módulo de comunicación serial. El BIOS proporciona este intervalo de tiempo al usuario para remover el puente, pues Versión 1.80 Fecha de creación: 1/8/2016 Fecha de última revisión: 12/3/2017

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pasado ese tiempo, si se detecta que el pin 0 aún sigue conectado a tierra, el módulo de comunicación serial pudiera no inicializarse correctamente, impidiéndose así que PLCmDuino pueda comunicarse posteriormente con MikroPLAN. Si esto llegara a suceder, repite el procedimiento mencionado aquí desde el paso 1 OBSERVACIONES a. El paro forzado al arranque únicamente detiene la ejecución del programa más no lo borra. Para borrarlo, tendrás que hacerlo desde el menú principal de MikroPLAN como se explicó en el apartado 1.7.10

b. Si realizaste el paro forzado y mantienes energizada la tarjeta, ya no podrás ordenar a PLCmDuino desde MikroPLAN que ejecute el programa almacenado a no ser que cargues otro programa o bien que apagues la tarjeta y la energices nuevamente

1.8 CONEXIÓN DE MikroPLAN Y PLCmDuino VÍA BLUETOOTH La carga de un programa en PLCmDuino incluyendo las acciones de paro, arranque, detección y estado del autómata pueden realizarse de forma inalámbrica desde MikroPLAN utilizando un enlace vía Bluetooth. De esta manera también se pueden realizar todas las acciones de adquisición de datos y señalización digital desde FluidSIM, LabVIEW y VisualBasic hacia PLCmDuino. Para ello deberá utilizarse el módulo HC-05 o HC-06 de comunicación Bluetooth que se muestra en la figura 1.4.

(a)

(b) Figura 1.4. Módulo de comunicación Bluetooth HC-06: (a) Anverso y (b) reverso


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Este dispositivo es fabricado por la empresa HC Information Technology Co. Ltd y sus claves pueden ser HC-05 o HC-06. El módulo HC-05 puede programarse en modo maestro o esclavo. Generalmente, el modo esclavo que es el que se necesita, viene programado por defecto para este dispositivo. El HC-06 no es programable y viene configurado de fábrica en sólo uno de los dos modos posibles. Para este caso se debe conseguir el HC-06 en modo esclavo. En la figura 1.5 se muestra la conexión de este módulo a la tarjeta Arduino UNO.

Figura 1.5. Conexión del módulo HC-05 o HC-06 a la tarjeta Arduino

OBSERVACIONES a. Cuando se conecta el módulo Bluetooth, el enlace a través del cable USB ya no es posible, pues la comunicación a través del puerto COM asignado a la comunicación alámbrica interferirá con la comunicación del puerto COM asignado al módulo HC. Por tanto, el cable USB solamente te servirá para energizar la tarjeta


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b. Las terminales

0

(RX) y

1

(TX) de

Arduino se

han

conectado

respectivamente a las terminales TX y RX del módulo

c. Cuando se conecta el módulo Bluetooth, puedes llevar a cabo todas las acciones que se realizan de forma alámbrica a través de la conexión USB. Por tanto, puedes

utilizar la

tarjeta

Arduino

en

forma

totalmente

independiente de la alimentación de tu PC utilizando una fuente de voltaje adicional como se muestra en la figura 1.5

Debería ser claro que para realizar el enlace desde MikroPLAN, la PC deberá tener integrado un módulo de conexión Bluetooth. Sin embargo, si esto no es así, se puede utilizar un radio Bluetooth o “dongle” de bajo costo que se puede conectar a cualquier PC. Este dispositivo es básicamente “plug-and-play” por lo cual el proceso de instalación del software para tener acceso al dispositivo desde Windows inicia una vez que se detecta su conexión a la PC. En la figura 1.6 se muestra una imagen de un radio genérico Bluetooth.

Figura 1.6. Radio Bluetooth o “Bluetooth dongle” de uso genérico

1.8.1

Emparejamiento de dispositivos Bluetooth

Una vez que la tarjeta y el módulo HC-06 estén debidamente interconectados y energizados, así como la conectividad Bluetooth de la PC esté funcionando correctamente, el paso siguiente es agregar el módulo a las conexiones Bluetooth disponibles en tu PC. Esto es, se tiene que “emparejar” o “vincular” el dispositivo Bluetooth con tu PC. Desde Windows Vista™, los pasos para el emparejamiento son los siguientes: 1. En la barra de tareas, haz clic en

y luego en la opción “Agregar un

dispositivo Bluetooth”. Aparecerá el siguiente cuadro de diálogo


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Suponiendo que el HC-06 sea el único dispositivo activo, el cuadro de diálogo de emparejamiento de dispositivos tendrá la apariencia que se muestra arriba. El dispositivo HC-06 tiene el nombre “linvor”. 2. Selecciónalo y después oprime el botón “Siguiente”. Aparecerá el siguiente cuadro de diálogo

3. Haz clic en la opción “Escribir el código de emparejamiento del dispositivo”. Aparecerá el siguiente cuadro de diálogo


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4. En el campo de captura de texto anota los números “1234”. Después oprime “Siguiente”. Una vez que Windows termine de instalar el software de emparejamiento, aparecerá el siguiente cuadro de diálogo.

5. A continuación, hay que asegurarse de que se haya instalado también un puerto de comunicación serie para el acceso al dispositivo. Haz clic nuevamente sobre el icono de Bluetooth y elige la opción “Mostrar dispositivos Bluetooth”. En el cuadro de diálogo deberá aparecer el nombre


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“linvor” como uno de los dispositivos que ya se han vinculado.

6. Haz clic con el botón derecho sobre el dispositivo “linvor”. Aparecerá un menú emergente. Selecciona la opción “Propiedades”. Aparecerá un cuadro de diálogo. Selecciona entonces la ficha “Servicios”

7. Deberá aparecer una casilla y la leyenda ‘Puerto serie (SPP) “Dev B”’, junto con el identificador del puerto serie a través del cual se puede acceder al módulo. Este valor es el que se deberá de utilizar desde MikroPLAN, LabVIEW o Visual Basic para acceder de forma inalámbrica a la tarjeta Arduino cargada con PLCmDuino


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8. Finalmente, oprime “Aceptar”. OB SERV A CIÓN Si no aparece el puerto, quita el dispositivo de la lista de equipos vinculados y vuelve a repetir el proceso de instalación para el módulo HC-06. Si el problema persiste, apaga o reinicia el equipo y repite el proceso


51

CAPÍTULO 2 CARACTERÍSTICAS DE PLCmDuino 2.1 MARCAS ESPECIALES MikroPLAN soporta dos registros de marcas especiales: SM0 y SM1. Cada uno de ellos de 16 bits. Las marcas que están en el byte SM0.H (byte superior de SM0) y todas las que están en el registro SM1 están reservadas para uso de PLCmDuino. Se describirán más adelante en este manual. Por otra parte, cinco de las 8 marcas del registro SM0.L (byte inferior de SM0) son compatibles con los PLC SIMATIC 21X y se describen a continuación.

2.1.1

Marca de ejecución continua

Es la marca SM0.0 y siempre se encuentra en 1. Esta marca se utilizó en el diagrama de la figura 1.2.

2.1.2 Marca de primer ciclo Es la marca SM0.1. Se pone en 1 solamente en el primer ciclo del programa. Luego se pone en 0. Se utiliza comúnmente para inicializar algunos bloques de función

2.1.3

Marca de reloj de 1minuto

Es la marca SM0.4. Conmuta entre 1 y 0 cada 30 segundos por lo que a partir de esta marca se puede generar una señal de reloj de período de 1 minuto


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2.1.4

Marca de reloj de 1 segundo

Es la marca SM0.5. Conmuta entre 1 y 0 cada medio segundo por lo que a partir de esta marca se puede generar una señal de reloj de frecuencia de 1 Hz.

2.1.5

Marca de conmutación de ciclo

Es la marca SM0.6. El estado inicial de este bit es de 1 en el primer ciclo. Después conmuta a 0 en el segundo ciclo. En los siguientes ciclos conmuta a 1 (número de ciclo impar) o 0 (número de ciclo par). Esto se repite de forma permanente mientras PLCmDuino ejecuta el programa del usuario. Las otras tres marcas: SM0.2, SM0.3 y SM0.7 no se utilizan por PLCmDuino

2.2 REGISTROS IMAGEN DE LAS ENTRADAS Son tres registros de 16 bits: I0, I1 e I2. El registro I0 es la imagen de los estados lógicos de las terminales de la tarjeta Arduino que en la aplicación del usuario se configuren como entradas (ver paso 3 del apartado 1.6.5). El registro I2 es la imagen de los datos que PLCmDuino recibe de la aplicación para Android MobilePorts cuando PLCmDuino se enlaza con ella vía Bluetooth. Esto se comentará más ampliamente en el capítulo 3.

2.3 REGISTRO IMAGEN DE LAS SALIDAS Es el registro Q0 que es de 16 bits. Este registro es la imagen de los estados lógicos de las terminales de la tarjeta Arduino que en la aplicación del usuario se configuren como salidas (ver paso 3 del apartado 1.6.5).

2.4 REGISTROS EN MEMORIA PLCmDuino soporta los siguientes registros en memoria: - 32 registros M de 16 bits cada uno (M0 a M31) - 8 registros S de 16 bits cada uno (S0 a S7) Estos registros se pueden utilizar para almacenar bits o palabras de 8 o 16 bits. Sin embargo, cuando se activa la turbina de control de movimiento de PLCmDuino, los registros M14 a M31 y todos los registros S0 a S7 se reservan


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para el accionamiento de los motores por lo que ya no pueden utilizarse para ese propósito.

2.5 CONTADORES Tiene 16 contadores de 16 bits cada uno: C0 a C15. Cualquiera de estos contadores puede ser programado para conteo hacia arriba, hacia abajo o con ambos modos.

2.6 TEMPORIZADORES Tiene 16 temporizadores de 16 bits cada uno y separados en dos grupos: 8 temporizadores de 10 ms (T33 a T36 y T97 a T100) y 8 temporizadores de 100 ms (T56 a T63). Cualquiera de ellos puede ser programado en modo TON o TOFF.

2.7 PILA La pila de PLCmDuino es de 16 bits.

2.8 JUEGO DE INSTRUCCIONES AWL PLCmDuino soporta 85 instrucciones en AWL. De éstas, 56 instrucciones, tienen una sintaxis en AWL y un funcionamiento que es similar al que tienen algunas de las instrucciones de los PLC SIMATIC 21X aunque sus mnemónicos pueden ser diferentes. Ellas se muestran en la tabla 2.1.


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Tabla 2.1. Instrucciones AWL de PLCmDuino compatibles con algunas instrucciones de los PLC SIMATIC 21X

Grupo

Instrucciones AWL

Total

Contactos de comparación

LDB>=, OB>=, AB>=, LDB=, OB=, AB=,

18

LDB<=, OB<=, AB<=, LDW>=, OW>=, AW>=, LDW=, OW=, AW=, LDW<=, OW<=, AW<=

Contactos

LD, O, A, LDN, ON, AN, NOT, EU, EP

9

Operaciones lógicas y de transferencia con

MOVB, ANDB, ORB, XORB, INVB, SLB,

8

palabras de 8 bits Control de pila Operaciones aritméticas con palabras de 8

SRB, RLB, RRB LPP, LPS, LRD, ALD, OLD

5

ADDB, SUBB, INCB, DECB, MOVB

5

=, S, R, NOP

4

TON, TOFF, TONR

3

MEND, STOP

2

CTU, CTUD

2

bits Bobinas Temporizadores Control de programa Contadores

Las otras 29 instrucciones son exclusivas para PLCmDuino y pueden o no tener correspondencia con instrucciones de otros autómatas. Ellas se muestran en la tabla 2.2.


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Tabla 2.2. Instrucciones AWL particulares para PLCmDuino

Grupo Accionamiento de motores a pasos

Instrucciones AWL

Total

SERVO_CFG, SERVO_SETVSM,

9

ERVO_MOVETO, SERVO_INCAX, SERVO_DECAX, SERVO_MOVE0, SERVO_MOVEAX, SERVO_MOVE, SERVO_ENABLE

Manejo del LCD Comunicación con MobilePorts vía Bluetooth utilizando los pines 0 y 1 de

LCD_EN, LCD_MSG, LCD_CLR, LCD_CMD

4

MPORTS_SMS_TX, MPORTS_SMS_RX,

4

MPORTS_RX, MPORTS_TX

Arduino Contactos de comparación para cadenas

LDSTR=, OSTR=, ASTR=

3

UHF_TX, UHF_RX

2

RS232_TX, RS232_RX

2

RS232A_TX, RS232A_RX

2

IR_RX

1

Convertidor analógico digital de 10 bits

ADC

1

Contador rápido de eventos externos

XCNT

1

de caracteres Radiofrecuencia utilizando los pines 2 y 3 de Arduino Comunicación alámbrica o inalámbrica por RS232 utilizando los pines 0 y 1 de Arduino Comunicación alámbrica o inalámbrica por RS232 auxiliar a través de los pines 2 y 3 de Arduino Infrarrojos utilizando los pines 2 o 3 de Arduino

A excepción de las 5 instrucciones de control de pila, todas las 80 instrucciones de las tablas 2.1 y 2.2 tienen su correspondiente representación en KOP.


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CAPÍTULO 3 PLCmDuino Y FluidSIM PLCmDuino puede utilizarse como un sistema de adquisición de datos y señalización digital al que puede accederse desde el software de simulación FluidSIM. Sin embargo, para realizar la comunicación entre las dos aplicaciones, se necesita que el software MikroPLAN actúe como una interfaz entre ellos, por lo que este programa deberá estar corriendo junto con FluidSIM. La comunicación entre MikroPLAN y FluidSIM se realiza a través de solicitudes mientras que la comunicación entre MikroPLAN y PLCmDuino se realiza a través de comandos. Si FluidSIM requiere escribir datos en las terminales de PLCmDuino, FluidSIM envía una solicitud a MikroPLAN con el dato a escribir. MikroPLAN recibe entonces esa solicitud y envía un comando a PLCmDuino con el dato de la solicitud. Cuando FluidSIM requiere una lectura de datos, envía la correspondiente solicitud a MikroPLAN el cual la recibe, enviando entonces a PLCmDuino un comando de lectura de los datos presentes en las terminales de Arduino. MikroPLAN recibe estos datos de PLCmDuino y luego se los envía a FluidSIM. La comunicación entre FluidSIM y MikroPLAN se realiza mediante un enlace DDE (Data Dynamic Exchange – Intercambio Dinámico de Datos) mientras que la comunicación entre MikroPLAN y PLCmDuino se realiza utilizando comunicación serial (alámbrica o inalámbrica). Para acceder a esta característica se requiere de la licencia de activación de PLCmDuino.


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3.1 PREPARACIÓN DE FluidSIM PARA LA COMUNICACIÓN CON MikroPLAN Desde la versión 3.6 a la 4.2 de FluidSIM son las soportadas por MikroPLAN para realizar la interfaz DDE de comunicación entre ese software y PLCmDuino. Realiza los siguientes pasos: 1. Una vez cargado el programa, desde FluidSIM elige la opción “Opciones”>”Conexión de OPC/DDE”



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Activa la opción “Modo DDE”. Asegúrate que en los campos “Servidor” y “Topic” aparezcan respectivamente las palabras: “FLSIMP” y “IOPanel” tal como se muestra en la siguiente figura (estas palabras deberían aparecer por defecto al activar esa opción)

3. Oprime “Aceptar” 4. Desde FluidSIM crea un nuevo documento. 5. Para que MikroPLAN pueda comunicarse con FluidSIM, este software incorpora dos elementos gráficos. El puerto de salida de FluidSIM (FluidSIM OUT) a través del cual FluidSIM enviará los datos a PLCmDuino a través de MikroPLAN:

Y el puerto de entrada de FluidSIM a través del cual recibirá datos de PLCmDuino por medio de MikroPLAN


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Ubica estos elementos en el panel de iconos y agrégalos a tu documento. Completa el diagrama que se muestra a continuación

6. Haz doble clic en el bloque “FluidSIM Out”. Aparecerá un cuadro de diálogo. Modifica la etiqueta que aparece ahí por “PLCmDuino_Q0”

Esto significa que las señales digitales que entran a este bloque en FluidSIM se enviarán al puerto Q0 de PLCmDuino. Oprime “Aceptar” para continuar.


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OB SERV A CIÓN Si se desea que se envíen al puerto Q1, deberá escribirse “PLCmDuino_Q1”.

7. Ahora haz doble clic en el bloque de “FluidSIM In” y modifica la etiqueta que ahí aparece por defecto por la etiqueta “PLCmDuino_I0”

Esto significa que las señales digitales que salen de ese bloque provienen del puerto I0 de PLCmDuino. Oprime “Aceptar” para continuar OB SERV A CIÓN Si se desea que se reciban del puerto I1, deberá escribirse “PLCmDuino_I1”.

3.2 CONEXIÓN DE MikroPLAN CON FluidSIM Y PLCmDuino 1. Arma el circuito de prueba que se muestra en la figura 3.1


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Figura 3.1. Circuito de prueba para FluidSIM

2. Conecta a tu PC la tarjeta Arduino con el BIOS PLCmDuino 3. Sin salirte de FluidSIM, corre MikroPLAN. En el menú principal de esta aplicación elige la opción “PLCmDuino”->”Detectar”. Anota entonces el nombre del puerto COM a través se va a realizar la comunicación con PLCmDuino. Oprime “Aceptar” para salir del cuadro de diálogo 4. También desde MikroPLAN, elige la opción “Interfaz”->”FluidDuino DACQS”


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Oprime “Sí” para continuar 6. Aparecerá un cuadro de diálogo avisándote que se concedió el acceso a PLCmDuino desde FluidSIM.


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Oprime “Aceptar” para continuar 7. Aparecerá ahora un cuadro de diálogo que te permitirá configurar todos los pines de tu tarjeta Arduino pero únicamente como entradas o salidas digitales.

Además, dependiendo de los puertos que utilices para realizar la adquisición y señalización digital, podrás habilitar o inhabilitar los puertos que desees. También te permitirá iniciar la comunicación con FluidSIM y PLCmDuino. Para el circuito de la figura 3.1, activa la casilla “Pines 2 a 12 (I0/Q0)” y modifica la cadena de configuración de los pines como se muestra

Oprime después “Iniciar”


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8. Aparecerá el siguiente cuadro de diálogo indicándote que desde MikroPLAN se abrió el enlace DDE con FluidSIM

9.

Oprime “Aceptar”. MikroPLAN iniciará entonces la comunicación con ambos elementos. El cuadro de diálogo del paso 7 tendrá la apariencia que se muestra

OBSERVACIONES a. Las expresiones “NA” indican que los puertos no se están utilizando en MikroPLAN o no están activos en la estrategia en FluidSIM

b. En la tarjeta Arduino, los LED indicadores de comunicación serial, tanto RX como TX, deberán estar encendidos. Esto indica que la comunicación entre MikroPLAN y PLCmDuino es correcta


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10. En la barra de tareas, selecciona FluidSIM. Desde ahí corre la simulación del circuito que realizaste oprimiendo

en la barra de iconos

11. Interactúa con el simulador. Desde FluidSIM oprime el pulsador Q0.0. En la tarjeta Arduino debería encenderse el LED correspondiente

12. Interactúa con la tarjeta Arduino. Oprime el pulsador I0.0 del circuito de la figura 3.1. En el diagrama de FluidSIM debería reflejarse el estado lógico de la entrada 0 que es en donde se encuentra el pulsador en el circuito


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OB SERV A CIÓN Si en FluidSIM, oprimes el botón de paro

, únicamente suspenderás la

simulación de la estrategia neumática, más no la adquisición y señalización que MikroPLAN está realizando con PLCmDuino. Para terminar esta acción, minimiza FluidSIM y activa MikroPLAN. Oprime entonces el botón “Detener” si deseas pausar la adquisición o bien “Terminar” si deseas cerrar el cuadro de diálogo y terminar esta acción


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CAPÍTULO 4 PLCmDuino Y MobilePorts MobilePorts es una aplicación móvil para Android desarrollada específicamente para interactuar con PLCmDuino. La aplicación te permitirá correr o detener el programa cargado en Arduino y además te permitirá interactuar con él. El paquete de instalación para tu móvil (archivo APK) está ubicado en la carpeta:

c:/ProyexDuino/Proyectos/PLCmDuino/Señalización y adquisición/Android

4.1 INSTALACIÓN DE MobilePorts EN UN TELÉFONO MÓVIL 1. Transfiere al archivo MobilePorts.apk a tu teléfono 2. En tu móvil selecciona “Ajustes”->”Seguridad” y activa la casilla “Fuentes desconocidas”


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3. Ubica la carpeta en donde se descargó MobilePorts. Haz clic sobre el nombre del archivo

Aparecerá una pantalla con un mensaje preguntándote si deseas instalar la aplicación. Elige “Instalar”.

Comenzará entonces la instalación


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4. Al terminar, oprime “Hecho”

Cierra las ventanas. El acceso directo al programa aparecerá en la ventana de aplicaciones


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4.2 EMPAREJAMIENTO DEL MÓDULO BLUETOOTH CON EL MÓVIL 1. Arma el circuito de prueba de la figura 1.5 2. En tu móvil entra a “Ajustes”->”Bluetooth”

3. Si el módulo Bluetooth que estás utilizando es el dispositivo HC-06, debería Versión 1.80 Fecha de creación: 1/8/2016 Fecha de última revisión: 12/3/2017

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aparecer ese nombre o bien la dirección MAC (Media Access Control – Control de Acceso de Medios) del mismo. Este identificador es único para cada dispositivo y está conformado de 6 números hexadecimales separados entre sí por “:” OB SERV A CIÓN Si estás utilizando el HC-05, deberás localizarlo con la aplicación “Bluetooth Class Zero”. Esta aplicación puedes descargarla desde Google Play

4. Haz clic sobre el nombre del dispositivo. Aparecerá una pantalla indicándote que introduzcas el PIN del dispositivo.

5. Introduce los números 1234 y después oprime “Aceptar”. El dispositivo se habrá vinculado

4.3 CONTROL DEL PROGRAMA E N PLCmDuino DESDE MobilePorts 4.3.1

Conexión de MobilePorts con PLCmDuino

1. En tu móvil corre la aplicación MobilePorts. La pantalla principal de la


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aplicación tendrá la apariencia que se muestra

2. En el campo “Dirección” deberás introducir la dirección MAC del dispositivo. Esta información aparece en ocasiones en tu móvil, pero si no es así, la puedes conocer desde tu PC. Para ello, entra al grupo Bluetooth de tu PC y elige la opción “Mostrar dispositivos Bluetooth” y haz clic sobre el módulo HC que instalaste en el capítulo I. La dirección MAC aparece en la parte inferior de la ventana.


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3. Una vez que hayas introducido la dirección MAC, oprime el botón “PLCMicro”. MobilePorts se conectará con PLCmDuino, el cual a su vez le enviará el nombre del BIOS alojado en la tarjeta Arduino y que se mostrará brevemente en la franja verde


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OB SERV A CIÓN El botón “RS232” se utiliza cuando deseas enviar datos por medio de un enlace Bluetooth a cualquier otro dispositivo que soporte este tipo de comunicación. El botón

“PLCMicro”

se

utiliza

para

que

MobilePorts

se

comunique

exclusivamente con el BIOS PLCmDuino alojado en Arduino

4. Finalmente, la pantalla principal tendrá la siguiente apariencia

Para

desconectar

MobilePorts

de

Arduino,

oprime

simplemente

“Desconectar”

4.3.2

Arranque, paro y estado de un programa desde MobilePorts

1. Arma el circuito de prueba de la figura 4.1


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Figura 4.1. Circuito para probar la conexión de MobilePorts con Arduino

2. En MikroPLAN captura el programa que se muestra en la figura 4.2. Se trata de la red de arranque y paro que se mostró en el capítulo 1, sólo que ahora en lugar de utilizar pulsadores conectados en el exterior de la tarjeta, la acción de arranque y paro se realizará desde dos pulsadores en la pantalla de MobilePorts. Con I2.0 se activará el LED y con I2.1 se apagará

Figura 4.2. Activación y desactivación de Q0.0 desde MobilePorts

OB SERV A CIÓN Cada uno de los 16 bits del puerto I2 se identifican con un pulsador en MobilePorts

3. Desde MikroPLAN, carga el programa de forma inalámbrica utilizando el Versión 1.80 Fecha de creación: 1/8/2016 Fecha de última revisión: 12/3/2017

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puerto COM asignado al módulo HC. La cadena de configuración para el programa es la que se muestra

4. Conecta ahora MobilePorts a PLCmDuino. Oprime el pulsador I2.0

En el circuito deberá encenderse el LED. Oprime ahora el pulsador I2.1


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En el circuito, el LED deberá apagarse. Oprime nuevamente el pulsador I2.0. El LED deberá encenderse nuevamente. Entonces oprime en MobilePorts el botón “Paro”. Aparecerá brevemente en el campo “P / R” (Petición / Respuesta”) el mensaje “STOP>OK”

El programa en PLCmDuino, se detendrá totalmente y bajo esta condición,


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todas las terminales de PLCmDuino se habilitarán como entradas, por lo que cualquier dispositivo conectado a las terminales que se hayan configurado como salidas se desactivará. Oprime ahora “Estado”. Aparecerá brevemente el mensaje “STATUS>STOP”. Esto te indica que PLCmDuino está en modo de alto. Oprime “RUN”. Aparecerá brevemente el mensaje “RUN>OK” reanudándose la ejecución del programa.


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CAPÍTULO 5 PLCmDuino Y STEP7 MicroWin 5.5 STEPDuino es una aplicación de escritorio que funciona como interfaz entre STEP7 MicroWin 5.5 y PLCmDuino para realizar acciones de adquisición de datos y señalización digital desde una PC. Para realizar esto, el usuario utiliza el software STEP7 MicroWin 5.5 para crear una estrategia de control en cualquier de los lenguajes soportados por esa aplicación (AWL, KOP o FUP) que posteriormente podrá cargar en el simulador. Después, desde la aplicación STEPDuino, el usuario podrá correr el programa que se cargó al simulador de STEP7 MicroWin 5.5. STEPDuino se comunicará entonces con este programa y también con PLCmDuino de tal manera que los datos que le envíe el simulador, se los enviará a Arduino para generar señalización en sus terminales de salida. Asimismo, STEPDuino recibirá datos que le envía PLCmDuino para que los envíe al simulador. Los requerimientos para trabajar con STEPDuino son: 1. Visual Basic 2010 Express o posterior 2. STEP7 MicroWin 5.5 3. Licencia de activación de PLCmDuino 4. Licencia de activación de STEPDuino

5.1 EJEMPLO DE SIMULACIÓN/EMULACIÓN 1. Ejecuta el Administrador de SIMATIC de STEP7 MicroWin 5.5


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2. Haz clic en el botón “Cancelar” si aparece el asistente de STEP7

3. Desde el manejador de proyectos, abre el archivo que se encuentra en la carpeta: c:\ProyexDuino\Proyectos\STEPDuino\Ejemplos\Controlador de Nivel de Agua


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4. Haz doble clic sobre el elemento OB1

5. Aparecerá el diagrama KOP de un programa de control de nivel de agua todo o nada con histéresis

6. En el administrador, haz clic sobre el icono del simulador


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7. Aparecerá el simulador

Si lo deseas, configura las ventanas de selección de registros a los que requiera tu aplicación. Los registros que utiliza el software STEP7 MicroWin 5.5 y sus equivalentes con STEPDuino y PLCmDuino se muestran en la siguiente tabla


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STEP7 MicroWin 5.5

STEPDuino/PLCmDuino

E0.0 a E0.7 (EB0)

I0.0 a I0.7 (I0L)

E1.0 a E1.7 (EB1)

I0.7 a I0.15 (IOH)

E2.0 a E2.7 (EB2)

I1.0 a I1.7 (I1L)

A0.0 a A0.7 (AB0)

Q0.0 a Q0.7 (Q0L)

A1.0 a A1.7 (AB1)

Q0.8 a Q0.15 (Q0H)

A2.0 a A2.7 (AB2)

Q1.0 a Q1.7 (Q1L)

8. Arma el circuito de prueba que utilizaste en la figura 3.1 pero dejando únicamente los LEDs Q0.0 a Q0.2. Después conéctalo a la PC. Este circuito representa los sensores, indicadores y el actuador para un sistema de control de nivel de agua. Los pulsadores en las entradas I0.0 e I0.1 representan los sensores de FONDO y TOPE colocados en una cisterna. El pulsador I0.2 representa un detector de PASO_DE_AGUA. El LED Q0.0 representa la bomba de agua. El LED Q0.1 es indicador de FALLA_SENSOR_SUCIO. El LED Q0.2 representa un indicador de FALLA_PASO_DE_AGUA. El pulsador I0.3 representa una señal de restauración 9. Corre la aplicación STEPDuino. Aparecerá una pequeña ventana para que selecciones la versión Windows de tu equipo

10. Oprime “Aceptar”. Aparecerá la ventana principal de STEPDuino


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10. Activa el editor KOP. Carga el programa al simulador haciendo clic en el icono del mismo

11. Activa STEPDuino. Selecciona las licencias para PLCmDuino y STEPDuino haciendo clic en los botones correspondientes


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12. Establece la conexión entre STEPDuino y el simulador de STEP7 haciendo clic en el botón “Conectar”

13. Después de realizar la conexión con el simulador, realiza la conexión con PLCmDuino. Introduce el valor del puerto de comunicación y después oprime “Conectar”


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14. Configura los pines de Arduino de acuerdo al circuito de la figura 3.1

15. Oprime “Emular” para correr el programa cargado en el simulador desde STEPDuino. Si las dos conexiones tuvieron éxito, se activará la pestaña “Emulación” e iniciará la corrida del programa.


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Los LEDs en el circuito con Arduino deberían encenderse de acuerdo al algoritmo de tu diagrama KOP en STEP7. Además, el programa debería responder a las señalizaciones a mano que realices a través de los pulsadores. OBSERVACIONES a. Si se tiene solamente alguna de las dos licencias, aparecerán algunos mensajes de error


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Por tanto, el programa correrá en modo evaluación por lo que únicamente tendrán efecto en el comportamiento del programa las entradas presentes en Arduino y no se realizará señalización alguna (no se activarán los LEDs)

b. Para detener la simulación, oprime “STOP”. STEPDuino detendrá el simulador de STEP7 pero no se perderá el enlace con el simulador ni con PLCmDuino. Esto te permitirá conmutar al editor KOP; modificar tu programa; volverlo a cargar al simulador y después correrlo desde STEPDuino

c. Oprime “Salir” para suspender la conectividad de STEPDuino con STEP7; con PLCmDuino y para que después se cierre la aplicación


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CAPÍTULO 6 PLCmDuino sin Arduino Es posible utilizar únicamente el BIOS PLCmDuino sin el hardware de Arduino. Esta característica es muy útil cuando se desean realizar aplicaciones embebidas de bajo costo de un solo chip. En la figura 6.1 se muestra un esquema en donde aparecen las conexiones mínimas que requiere el microcontrolador ATMEL 328P-PU para poder trabajar con PLCmDuino sin requerir el hardware de la tarjeta Arduino.

Figura 6.1. Sistema mínimo con el microcontrolador ATMEL 328P-PU


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A continuación se muestra la lista de componentes del diagrama de la figura 6.1 1 1 1 2 1 1 1 1 1

microcontrolador ATMEGA328P-PU cargado con el BIOS PLCmDuino-UNO módulo de comunicación Bluetooth HC-06 esclavo cristal de cuarzo de 16 MHz capacitores de 22 pf resistor de 10 kOhm ¼ W LED de color verde resistor de 1 MOhm ¼ W capacitor electrolítico de 1 F 16V conector hembra (jack) USB tipo “A” para circuito impreso Listado 6.1. Lista de material para armar el circuito de la figura 6.1

El módulo HC-06 permite la programación inalámbrica de PLCmDuino desde MikroPLAN. En la figura 6.2 se muestra el diagrama electrónico del autómata PLCmDuino basado en el microcontrolador ATMEG328P-PU con alimentación al conector USB o con alimentación auxiliar desde una fuente de CD o CA externa. Si tienes la versión R3 de la tarjeta Arduino UNO con el micro ATMEGA 328P-PU en su versión DIP, puedes probar cualquiera de los circuitos anteriores desmontando cuidadosamente el chip de la tarjeta. En los diagramas de la figuras 6.1 y 6.2, el módulo Bluetooth puede omitirse para una aplicación embebida que no requiera conexión Bluetooth. Además, si no se desea comunicación inalámbrica, este módulo puede reemplazarse con cualquier adaptador USB a serie. Es importante mencionar que para el caso de utilizar un chip nuevo ATMEGA 328P-PU, se debe cargar el “bootloader” srcinal de Arduino en el dispositivo antes de cargar PLCmDuino. Consultar el sitio www.arduino.cc para conocer cómo cargar el “bootloader” a un nuevo microcontrolador desde una tarjeta Arduino.


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Figura 6.2. Autómata PLCmDuino basado en el microcontrolador ATMEGA328P-PU con fuente de voltaje auxiliar


Manual de MikroPLAN Para Arduino

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