PROFIBUS-DP cumple los elevados requisitos de tiempo que se imponen para el intercambio de datos en el sector de la periferia descentralizada y los dispositivos de campo. La configuración DP típica tiene una estructura con un único maestro. La comunicación entre el maestro DP y el esclavo DP se efectúa según el principio maestro-esclavo. El maestro dirige todo el trafico de datos en el bus, esto significa que los esclavos DP sólo pueden actuar en el bus tras solicitarlo el maestro. A tal efecto, los esclavos DP son activados sucesivamente por el maestro conforme a una lista de llamadas (lista de sondeo). Entre el maestro DP y el esclavo DP se intercambian los datos útiles continuamente (de forma cíclica), sin tener en consideración su contenido. Para tener acceso a PROFIBUS-DP, necesitamos disponer de un puerto que disponga de ese protocolo.
Se puede hacer de 2 formas:
1.- A través de una CPU con puerto integrado.
2.- Mediante tarjeta de comunicaciones CP o un módulo interface IM.
El maestro DP será siempre un PLC con conexión a PROFIBUS-DP mientras que los esclavos, pueden ser también PLC,s estaciones de trabajos (ET200) o incluso otros elementos (variadores, arrancadores, etc.) A un maestro DP es posible conectar un máx. de 125 estaciones esclavas PROFIBUS DP (según el CPU utilizado). La velocidad de comunicación será de 12Mbps, o si los esclavos no lo permiten, 1,5 Mbps.
PERIFERIA DISTRIBUIDA A TRAVÉS DEL PUERTO INTEGRADO DE LA CPU
En esta configuración, se intercambian los datos entre el maestro DP y esclavos DP sencillos
(módulos de E/S), a través del maestro DP. El maestro DP explora sucesivamente cada esclavo DP configurado en su lista de llamadas (lista de sondeo) dentro del sistema maestro DP, transmitiendo los datos de salida o recibiendo de vuelta sus valores de entrada. Las direcciones E/S son asignadas automáticamente por el sistema de configuración. Esta configuración se denomina también sistema monomaestro, porque aquí hay conectados un solo maestro DP con sus respectivos esclavos DP a una red PROFIBUS-DP.
Cuando configuremos la red de este modo, las entradas y salidas de las ETs las verá el maestro como propias, accediendo a ellas con las instrucciones normales de S7.
PERIFERIA DISTRIBUIDA A TRAVÉS DE UNA CP
En el caso de que tengamos de una CPU que no dispone de puerto integrado DP, deberemos añadir un procesador de comunicaciones que nos permita realizar esa función. Ahora las E/S de los esclavos estarán almacenadas en un búfer de entradas o salidas que se encuentra en la CP. El maestro para acceder a ellas tendrá que hacerlo mediante dos funciones: FC1(DP_SEND) y FC2 (DP_RECV).
EL PROCESADOR DE COMUNICACIONES CP342-5
Para permitir que un equipo se conecte a la red, ya sabemos que necesitamos de un equipo que son adapte o acople al medio. Esto lo hace la CP 342-5. Veamos sus características:
La CP 342-5 soporta los siguientes servicios de comunicaciones:
Estos servicios de comunicaciones se pueden utilizar a la vez (la tarjeta soporta multiprotocolo). Sin embargo esto no es muy recomendable en l caso más usual, que es la utilización de la CP 342-5 como maestro de DP y a la vez conectada a una red mediante funciones S7o FDL, ya que se ralentiza en demasía la adquisición de datos de la periferia con respecto a la parte de maestro DP. Es recomendable utilizar una CPU con maestro DP integrado, y una CP 342-5 exclusivamente para comunicaciones FDL, aunque el primer caso es técnicamente posible.
CONFIGURACIÓN DE LA COMUNICACIÓN EN DP.
Veamos un ejemplo de configuración para un S7-314, donde uno será el maestro y tendremos diferentes esclavos. La tarea de comunicación a resolver es bien sencilla: Un autómata programable (maestro DP SIMATIC 300) procesa datos del proceso. En el resto de la red, tenemos tantos esclavos como deseemos. (esclavos DP). Primero habrá que configurar el hardware de cada uno de los equipos. La configuración del
equipo maestro será la de siempre, pero en el slot 4 insertamos el procesador de comunicaciones SIMATIC 300 CP-300 PROFIBUS CP 342-5
Una vez tengamos el maestro con la CP instalada, crearemos la red de Profibus que vamos a utilizar. Seleccionar el CP PROFIBUS en la tabla de configuración de cada uno de los equipos S7. Elegir el comando de menú Edición. Propiedades del objeto. Configurar una nuevo interface Profibus.
Ahora debemos configurar la comunicación Maestro-Esclavo. El punto clave para configurar un sistema maestro DP es el ajuste del modo de operación del CP PROFIBUS. Para ser más exactos se trata de modos de operación que adopta el CP sustituyendo así al equipo.
CONFIGURACIÓN DEL MAESTRO.
Una vez configurado el interface Profibus DP, hay que configurar el CP como Maestro de Profibus DP. Para ello en propiedades del CP hay que indicar en la solapa Modos de Operación que el CP va a ser Maestro de una red Profibus DP.
Una vez aceptada la configuración del CP como maestro de Profibus DP. Aparecerá representado en la aplicación configuración hardware la red Profibus de la que es maestro el CP.
CONFIGURACIÓN DE LOS ESCLAVOS.
Para disponer de una red, necesitamos los esclavos. En el mismo proyecto, crearemos tantos esclavos como vayamos a necesitar. En el caso de que sean PLC´s S7, haremos exactamente los mismo que antes pero variaremos en las propiedades del CP, en la solapa Modos de Operación, la opción de Maestro DP por Esclavo DP. Para un autómata S7-314configurado como esclavo, una vez lo tengamos configurado, se ha
de acoplar a la red. Para ello, seleccionaremos la CP 342-5 de PROFIBUS DP -- ESTACIONES YA CONFIGURADAS -- S7-300 CP 342-5 – VERSIÓN CORRESPONDIENTE ( dentro del catalogo de la configuración del hardware del maestro) y lo arrastraremos hasta conectarlo con la red Profibus creada en el maestro. Cuando el icono del ratón cambie de la indicación de prohibido a la indicación de añadir, suelte el botón izquierdo del ratón y aparecerá la siguiente figura. Al pulsar en el botón de acoplar, insertaremos el esclavo dentro de la red Profibus.
En el caso de añadir estaciones un módulo de periferia distribuida (ET200) como esclavos, solamente deberemos seleccionar la estación que vayamos a instalar y soltar en el bus,
En el caso de que incorporemos un esclavo de otro fabricante, el proceso será igual, aunque primero nos deberemos asegurar de que se encuentra instalado el archivo GSD que actua como driver del dispositivo.
Para todos los esclavo hay que configurar los módulo universales de entrada y salida de datos. Estos módulos serán los que nos permitan realizar la comunicación y sirven para fijar la cantidad de datos a transmitir y la posición que ocupa cada esclavo en cada bloque de transmisión. Estos podrán tener la longitud que nosotros deseemos, ( a excepción de los esclavos que tenfgan una cantidad fija) o lo que es igual, la longitud de datos que deseemos enviar y recibir.
Para el S7-314 como esclavo, esto se consigue seleccionando el esclavo e introduciendo en la parte inferior en el slot 0 un modulo universal del catálogo configurándolo como entrada e indicando la longitud deseada. De la misma forma en el slot 1 se introduce un módulo universal del catálogo configurándolo como salida. Una vez insertados los módulos en los Slots 0 y 1 respectivamente hay que configurarlos como entrada o salida e indicar su longitud.
Para la estación ET200 y el autómata OMRON, solo deberemos configurar las direcciones de los bytes que queramos enviar y/o recibir, ya que la cantidad de información a enviar está condicionada por la cantidad de E/S que tengan los esclavos.
CREAR EL PROGRAMA DE USUARIO
El programa de usuario hará uso de las funciones FC1 y FC2 de la librería SIMATIC_NET_CP de Siemens.
Bloque FC DP_SEND (FC1)
El bloque FC DP_SEND transfiere datos desde la CPU del PLC al CP PROFIBUS. Dependiendo del modo de operación del CP PROFIBUS, el DP_SEND puede tener el significado siguiente:
En el Maestro DP
El bloque transfiere los datos de un área de salidas DP determinada al CP PROFIBUS para emitirlo a la periferia descentralizada.
En el Esclavo DP
El bloque transfiere los datos de un área de datos DP determinada de la CPU al búfer de emisión del CP PROFIBUS para transferirlos al Maestro DP.
El área de datos indicada puede ser un área PA, un área de marcas o bien un área de bloques
de datos. Si el CP PROFIBUS acepta todo el área de datos DP significa que la transferencia se
ha ejecutado correctamente.
Bloque FC DP_RECV (FC2)
El bloque FC DP_RECV recibe datos a través del CP PROFIBUS. Dependiendo del modo de operación del CP PROFIBUS, el bloque DP_RECV puede tener el siguiente significado:
Para insertar estas funciones dentro de Programa Bloques de cada CPU hay que Abrir la librería SIMATIC_NET_CP. Para ello en el Administrador, Archivo Abrir y en la ventana de diálogo seleccionar la solapa Librerías y dentro de ella la librería SIMATIC_NET. Se abrirá una ventana como la del proyecto creado donde se seleccionara la FC1 y FC2 y se arrastrarána los Bloques del Programa del Maestro y del Esclavo Una vez las funciones de la librería copiadas en cada uno de los bloques tanto del maestro como del esclavo. Hay que llamarlas desde el OB1.
PERIFERIA DISTRIBUIDA A TRAVÉS DE UNA CP
En el caso de que tengamos de una CPU que no dispone de puerto integrado DP, deberemos añadir un procesador de comunicaciones que nos permita realizar esa función. Ahora las E/S de los esclavos estarán almacenadas en un búfer de entradas o salidas que se encuentra en la CP. El maestro para acceder a ellas tendrá que hacerlo mediante dos funciones: FC1(DP_SEND) y FC2 (DP_RECV).
EL PROCESADOR DE COMUNICACIONES CP342-5
Para permitir que un equipo se conecte a la red, ya sabemos que necesitamos de un equipo que son adapte o acople al medio. Esto lo hace la CP 342-5. Veamos sus características:
La CP 342-5 soporta los siguientes servicios de comunicaciones:
- Maestro de DP. La cantidad máxima de esclavos que soporta es de 64. En estos 64 esclavos, la suma de los bytes que poseen los módulos de entradas / salidas en total no puede superar los 240 bytes de entradas y los 240 bytes de salidas.
- Esclavo de DP. El área de entradas máxima con el que se comunicará con el maestro DP es de 86 bytes, y el de salidas de 86 bytes.
- Enlaces FDL. Es el tipo de comunicación que vamos a estudiar en este apartado.
- Comunicación S7. Si todos los equipos de la red de comunicaciones son S7, se puede realizar comunicación mediante funciones S7.
- Funciones PG. Es posible programar los equipos de la red a través de la conexión a una CP.
- Funciones HMI. Se pueden conectar equipos de visualización a través de la CP342-5 a la CPU.
Estos servicios de comunicaciones se pueden utilizar a la vez (la tarjeta soporta multiprotocolo). Sin embargo esto no es muy recomendable en l caso más usual, que es la utilización de la CP 342-5 como maestro de DP y a la vez conectada a una red mediante funciones S7o FDL, ya que se ralentiza en demasía la adquisición de datos de la periferia con respecto a la parte de maestro DP. Es recomendable utilizar una CPU con maestro DP integrado, y una CP 342-5 exclusivamente para comunicaciones FDL, aunque el primer caso es técnicamente posible.
CONFIGURACIÓN DE LA COMUNICACIÓN EN DP.
Veamos un ejemplo de configuración para un S7-314, donde uno será el maestro y tendremos diferentes esclavos. La tarea de comunicación a resolver es bien sencilla: Un autómata programable (maestro DP SIMATIC 300) procesa datos del proceso. En el resto de la red, tenemos tantos esclavos como deseemos. (esclavos DP). Primero habrá que configurar el hardware de cada uno de los equipos. La configuración del
equipo maestro será la de siempre, pero en el slot 4 insertamos el procesador de comunicaciones SIMATIC 300 CP-300 PROFIBUS CP 342-5
Una vez tengamos el maestro con la CP instalada, crearemos la red de Profibus que vamos a utilizar. Seleccionar el CP PROFIBUS en la tabla de configuración de cada uno de los equipos S7. Elegir el comando de menú Edición. Propiedades del objeto. Configurar una nuevo interface Profibus.
Ahora debemos configurar la comunicación Maestro-Esclavo. El punto clave para configurar un sistema maestro DP es el ajuste del modo de operación del CP PROFIBUS. Para ser más exactos se trata de modos de operación que adopta el CP sustituyendo así al equipo.
CONFIGURACIÓN DEL MAESTRO.
Una vez configurado el interface Profibus DP, hay que configurar el CP como Maestro de Profibus DP. Para ello en propiedades del CP hay que indicar en la solapa Modos de Operación que el CP va a ser Maestro de una red Profibus DP.
Una vez aceptada la configuración del CP como maestro de Profibus DP. Aparecerá representado en la aplicación configuración hardware la red Profibus de la que es maestro el CP.
CONFIGURACIÓN DE LOS ESCLAVOS.
Para disponer de una red, necesitamos los esclavos. En el mismo proyecto, crearemos tantos esclavos como vayamos a necesitar. En el caso de que sean PLC´s S7, haremos exactamente los mismo que antes pero variaremos en las propiedades del CP, en la solapa Modos de Operación, la opción de Maestro DP por Esclavo DP. Para un autómata S7-314configurado como esclavo, una vez lo tengamos configurado, se ha
de acoplar a la red. Para ello, seleccionaremos la CP 342-5 de PROFIBUS DP -- ESTACIONES YA CONFIGURADAS -- S7-300 CP 342-5 – VERSIÓN CORRESPONDIENTE ( dentro del catalogo de la configuración del hardware del maestro) y lo arrastraremos hasta conectarlo con la red Profibus creada en el maestro. Cuando el icono del ratón cambie de la indicación de prohibido a la indicación de añadir, suelte el botón izquierdo del ratón y aparecerá la siguiente figura. Al pulsar en el botón de acoplar, insertaremos el esclavo dentro de la red Profibus.
En el caso de añadir estaciones un módulo de periferia distribuida (ET200) como esclavos, solamente deberemos seleccionar la estación que vayamos a instalar y soltar en el bus,
En el caso de que incorporemos un esclavo de otro fabricante, el proceso será igual, aunque primero nos deberemos asegurar de que se encuentra instalado el archivo GSD que actua como driver del dispositivo.
Para todos los esclavo hay que configurar los módulo universales de entrada y salida de datos. Estos módulos serán los que nos permitan realizar la comunicación y sirven para fijar la cantidad de datos a transmitir y la posición que ocupa cada esclavo en cada bloque de transmisión. Estos podrán tener la longitud que nosotros deseemos, ( a excepción de los esclavos que tenfgan una cantidad fija) o lo que es igual, la longitud de datos que deseemos enviar y recibir.
Para el S7-314 como esclavo, esto se consigue seleccionando el esclavo e introduciendo en la parte inferior en el slot 0 un modulo universal del catálogo configurándolo como entrada e indicando la longitud deseada. De la misma forma en el slot 1 se introduce un módulo universal del catálogo configurándolo como salida. Una vez insertados los módulos en los Slots 0 y 1 respectivamente hay que configurarlos como entrada o salida e indicar su longitud.
Para la estación ET200 y el autómata OMRON, solo deberemos configurar las direcciones de los bytes que queramos enviar y/o recibir, ya que la cantidad de información a enviar está condicionada por la cantidad de E/S que tengan los esclavos.
CREAR EL PROGRAMA DE USUARIO
El programa de usuario hará uso de las funciones FC1 y FC2 de la librería SIMATIC_NET_CP de Siemens.
Bloque FC DP_SEND (FC1)
El bloque FC DP_SEND transfiere datos desde la CPU del PLC al CP PROFIBUS. Dependiendo del modo de operación del CP PROFIBUS, el DP_SEND puede tener el significado siguiente:
En el Maestro DP
El bloque transfiere los datos de un área de salidas DP determinada al CP PROFIBUS para emitirlo a la periferia descentralizada.
En el Esclavo DP
El bloque transfiere los datos de un área de datos DP determinada de la CPU al búfer de emisión del CP PROFIBUS para transferirlos al Maestro DP.
El área de datos indicada puede ser un área PA, un área de marcas o bien un área de bloques
de datos. Si el CP PROFIBUS acepta todo el área de datos DP significa que la transferencia se
ha ejecutado correctamente.
Bloque FC DP_RECV (FC2)
El bloque FC DP_RECV recibe datos a través del CP PROFIBUS. Dependiendo del modo de operación del CP PROFIBUS, el bloque DP_RECV puede tener el siguiente significado:
Para insertar estas funciones dentro de Programa Bloques de cada CPU hay que Abrir la librería SIMATIC_NET_CP. Para ello en el Administrador, Archivo Abrir y en la ventana de diálogo seleccionar la solapa Librerías y dentro de ella la librería SIMATIC_NET. Se abrirá una ventana como la del proyecto creado donde se seleccionara la FC1 y FC2 y se arrastrarána los Bloques del Programa del Maestro y del Esclavo Una vez las funciones de la librería copiadas en cada uno de los bloques tanto del maestro como del esclavo. Hay que llamarlas desde el OB1.
Buen trabajo de como configurar un sistema de comunicación en Profibus.
ResponderEliminarComo introducción a las prácticas es perfecto.