Campus: Estado de México Proyecto de Redes Industriales Protocolo PROFIBUS DP Practica #6 Equipo: 3 Grupo: 1 MR2019 No. De integrantes: 2 Luis Francisco Hurtado Urbiola A01169649 Karla Anahí Valle Rubio A01370236 Profesor: Ing. Ricardo Méndez Hernández Fecha de realización: 26/09/14 Fecha de entrega: 1/10/13 Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 1 Índice Página I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. Resumen Objetivo Materiales Metodología Marco Teórico Resultados y simulación Conclusiones Bibliografía 3 3 3 4 4 8 11 12 Índice de imágenes I. II. III. IV. V. VI. Practica #4 Figura 1 Figuras 2-3 Figura 4 Figura 5-6 Figuras 7-8 Actividad Extra clase Proyecto de Redes Industriales 4 5 6 9 10 7 Page 2 1. Resumen: El controlador SIMATIC-300 es un dispositivo con numerosas aplicaciones en el sector industrial. Dentro de sus protocolos se encuentra el AS-i. En el presente reporte se muestran los resultados de la practica 6. Esta práctica consistió en interconectar un maestro y un esclavo que serán maestros para sus respectivos esclavos, por medio del protocolo AS-i por medio de un cable PROFIBUS para implementar una secuencia con los controladores SIMATIC S7-300. En el cual se pretende configurar, parametrizar y programar mediante la elaboración de proyectos (KOP) y funciones (GRAPHSET) en el software. Con esta programación se controlan un par de pistones neumáticos para llevar a cabo la secuencia implementada en el examen pasado. Dependiendo del botón que se presione será lo que se haga. El bus AS-Interface es una red estándar de mercado, robusta y suficientemente flexible, que cumple con todos los requerimientos para un bus de comunicación industrial. Está especialmente diseñada para el nivel “más bajo” del proceso de control. La red AS-Interface representa “los ojos y los oídos” para el control del utilizando proceso, pero técnicas de comunicación industrial. Para la comunicación "maestros" y consta de Figura 1. Pirámide de las conexiones industriales "esclavos". Utilizando esto, se planea hacer que al presionar un botón se acciones dos actuadores (en este caso dos pistones) prenda una luz de la pasarela, con el botón de "automático" se enciende la luz verde de la pasarela, con el botón de "yogueo" se enciende la luz naranja de la pasarela, mientras que con el botón de "stop" se enciende la luz roja de la pasarela. De modo que debemos de implementar la secuencia vista en el examen (B+, A+, A-, B-). Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 3 2. Objetivos: 1.- Conocer el funcionamiento de una red AS-i eligiendo los esclavos y maestros correctos. 2.- Aprender a programar y cambiar de dirección dependiendo de la necesidad o conveniencia a cada entrada y salida. 3.- Llevar a cabo una operación sencilla controlada con AS-i. 4.- Utilizando la red AS-i se pretende direccionar la botonera, la botonera y los esclavos AS-i 3. Material: - 2 cables M12 - 1 botonera con cable AS-i - 1 pasarela DP AS-i - 2 sensores magnéticos - 2 pistones de doble efecto - 2 vampiros - 1 juego de mangueras neumáticas - 1 Programador - PLC S7-300 - 2 Electroválvulas 5/2 - 4 sensores capacitivos - Cable PROFIBUS 4. Metodología: 1. Analizar cómo deben de implementarse los programas en el PLC para que los pistones realicen la actividad que deben realizar. 2. Analizar la red AS-i y designar a el maestro y esclavos para hacer la programación correcta. 3. Solicitar el material necesario para su implementación. 4. Hacer las conexiones pertinentes de la estación neumática y de los cables AS-i. Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 4 5. Implementar el lenguaje requerido para la programación. 6. Revisar la conectividad entre PLC y sus esclavos en conexión AS-i. 7. Implementación del programa. 8. Realizar el vídeo para la comprobación de la práctica. 5. Marco Teórico El controlador SIMATIC S7-300 es un controlador modular para soluciones de sistema en el rango medio de automatización discreta. Este controlador tiene aplicación en la industria como en máquinas en serie y en producción en planta, ya que normalmente sólo es necesario programarlo una vez para que lleve a cabo el proceso establecido por el operador. Sus ventajas son que cuenta con una ejecución rápida de comandos y tiene una programación modular, reutiliza programas y librerías por lo Figura 2. Controlador se SIMATIC S7-300 que se ahorra tiempo al programar para otras actividades y archiva cualquier proyecto en S7-MMC. La programación se puede llevar a cabo por diagrama de escalera, diagrama de bloques, lista de instrucciones, lenguaje estructurado y Graphset. Cuenta con interfaces integradas para PROFINET y Ethernet, así como para PROFIBUS y MPI. El S7-300 módulos cuenta que configurando se con diferentes deben dependiendo de ir de la estación en la que se encuentre. Se Figura 3. Tipos de módulos y su clasificación Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 5 deben de ir declarando en el bastidor del software step7 de forma: 1. Fuente de alimentación (PS) 2. Unidad central de procesamiento (CPU) 3. Módulo de comunicación/ Módulo de interface (IM) 4. Módulo/ Módulos de señal(es) (SM) a. AI: Entradas analógicas b. AO: Salidas analógicas c. DI: Entradas digitales d. DO: Salidas digitales 5. Módulo de Funciones (FM) 6. Procesador de Comunicación (CP) El CPU que nos tocó configurar en esta práctica es similar al que se puede observar en la figura 3. En ella se observan y señalan las partes que lo componen. Podemos observar que la configuración en este módulo en específico es más sencilla ya que tiene integrado el módulo de señales (SM) en Figura 4. Es el esquemático del SIMATIC S7-300 que ocupamos en el laboratorio. el CPU. Aparte de que el RESET del módulo se puede hacer de forma sencilla al mover una perilla a MRES y se puede configurar para que Figura 5. Diagrama de árbol de conexiones en AS-i sea el módulo de comunicación con la computadora para poder subir el programa a implementar. Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 6 AS-i es un sistema estandarizado, compatible con el campo gracias a su máxima resistencia a interferencias eléctricas, este bus permite acoplamientos de los elementos en lugares indistintos mediante uniones mecánicas. La red AS-i se ha creado como un sistema maestro simple, utilizando la técnica de poleo cíclico, la velocidad de lectura es de 5 ms. Esto quiere decir que sólo existe un maestro en toda la red. Este maestro consulta y actualiza los datos de todos los esclavos de la red, empleando para ello un tiempo fijo. A diferencia con otros sistemas de bus más complejos, la red AS-i se configura de forma automática. Con AS-i se pueden conectar señales de proceso digitales y analógicas, representa la interfase universal entre el nivel de control superior (PLC) y el nivel de control inferior (actuadores y sensores). La red AS-Interface se puede montar como una instalación eléctrica estándar. Gracias al robusto principio de funcionamiento sobre el que se asienta, no hay limitaciones en cuanto a la estructura (topología de red). La red AS-Interface se puede montar en árbol, línea o estrella. Los componentes básicos de la red AS-i son: 1. Maestro AS-i 2. Esclavos 3. Cable AS-i 4. Fuente de alimentación El término topología se refiere a la forma en que está diseñada la red, bien físicamente (rigiéndose de algunas características en su hardware) o bien lógicamente (basándose en las características internas de su software). Practica #4 Figura 6. Topología industrial Proyecto de Redes Industriales Page 7 La topología de red es la representación geométrica de la relación entre todos los enlaces y los dispositivos que los enlazan entre sí (habitualmente denominados nodos). Para el día de hoy, existen al menos cinco posibles topologías de red básicas: malla, estrella, árbol, bus y anillo. 6. Simulación y resultados El objetivo de la práctica es conectar PLC’s entre sí para poder mandar señales de uno a otro, fue necesario hacer dos tablas de símbolos y abrir la configuración de los dos CPU’s de modo de asignar quien es maestro y quien es esclavo de los dos S7 300. Para poder hacer las tablas de símbolos, se debe tomar en cuenta los datos asignados de comunicación de entrada y de comunicación de salida de cada uno de los CPU´s, éstos nos servirán para poder intercomunicar un CPU con el otro, de esta manera podemos configurar por cual byte recibe datos el CPU y por cuál los envía y viceversa con el otro CPU. Una vez configurados los bytes de entrada y salida de cada uno de los CPU´s, entonces sí se puede proceder a hacer la tabla de símbolos, en donde para las inputs, outputs y marcas se tomarán en cuenta los valores seleccionados en los bytes de salida y entrada, según sea necesario. Una vez que ya contamos con la tabla de símbolos completa, se procede a comenzar el programa. El lenguaje de programación que se eligió para la configuración del bloque de función fue lista de instrucciones (AWL), ya que debido a la naturaleza de la secuencia no se pudo programar en GRAPHSET, debido a que no es secuencial, por lo tanto se consideró más sencillo de usar para una programación con 2 opciones (empezarlo desde una estación o desde la otra). La secuencia que se programa en AWL es que al tener 4 botones, con cada uno debe de hacer una acción distinta sin importar el orden con el que se presionen, (precisamente por este motivo es el que no se puede programar en GRAPHSET). Con el botón unos ambos pistones deben de estar retraídos, con el botón 2 el pistón A debe salir y el pistón B debe de estar retraído, con el botón 3 el pistón B debe de salir y el pistón A debe de estar retraído y con el botón 4 ambos pistones Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 8 A y B deben de estar extendidos. Reiterando que se deben de cumplir estas condiciones sin importar la secuencia que se ocupe para presionar los botones 7. Conclusiones En esta práctica se obtuvieron conocimientos sobre la red AS-i incluyendo lo utilizado en la práctica pasada, su funcionamiento y cómo establecer un esclavo y un maestro. Otra cosa que se complicó fue al hacer el modo manual, ya que al principio no se nos ocurrió bien cómo lograrlo sin que se confundiera con el automático, pero después de implementar un par de marcas se logró obtener el objetivo deseado. Luis Francisco Hurtado Urbiola Fue muy interesante aprender sobre la red AS-i. La forma en que se programa fue la misma, de hecho se utilizó la misma estación de la practica anterior entonces hasta el hardware fue el mismo, pero las conexiones y las direcciones de los esclavos cambiaban, ya que al parecer otro equipo lo utilizo con anterioridad y lo configuro diferente. Hubo un pequeño problema al conectar los sensores y es que no había conexión, hubo necesidad de adherirlos con mazquin para que no se movieran y pudieran sensar bien, pero finalmente se logró. También en una ocasión se fue la luz y no se guardó nada por lo que tuvimos que volver a empezar toda la programación, tanto en programa como en el hardware. Karla Anahí Valle Rubio Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 9 La práctica 6 fue muy interesante ya que utilizar el cable para la red AS-i fue entretenido. Utilizar el programador también lo fué ya que en la prácticas anteriores debíamos usar las direcciones ya establecidas. Tuvimos problema con los sensores, ya que no sensaban en la base del pistón, los tuvimos que pegar con masquin directo al cilindro y ya funcionaron. Nos costó algo de trabajo la programación, pero después de varios intentos fallidos con la botonera y la pasarela logramos que el programa hiciera lo debido. 8. Bibliografía © Siemens AG 2010. All Rights Reserved. SIMATIC S7 SIMATIC S7-300 Control 300 Controladores. Consultado el 23 de agosto de 2014 de https://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/sce_ educacion/documentacion/Documents/SIMATIC%20S7300.pdf Francisco Ruiz Vassallo. (México 2007). Electrónica Digital Fácil Para Electricistas y Técnicos de Mantenimiento. Ed. Alfaomega. Berger, Hans. (Berlin 2012). Automating with SIMATIC S7-300 inside TIA portal : configuring, programming and testing with STEP 7 Professional V11. Berlin : Publicis Publishing. Virgilio Vásquez López. (México, 2014.) AS-Interface. 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