INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL IMPLEMENTACIÓN DE UNA INTRANET PARA EL MANEJO DE PLC'S DESDE MÚLTIPLES ESTACIONES DE TRABAJO PRESENTAN

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1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL ADOLFO LÓPEZ MATEOS INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN IMPLEMENTACIÓN DE UNA INTRANET PARA EL MANEJO DE PLC'S DESDE MÚLTIPLES ESTACIONES DE TRABAJO PRESENTAN BARRIOS DÍAZ DIEGO ALONSO CANSIGNO GUTIÉRREZ RODRIGO DE JESÚS FLORES HUGO ENRIQUE ASESORES HUMBERTO SOTO RAMÍREZ ANTONIO ARELLANO ACEVES MÉXICO, D.F. Diciembre de 2010

2 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRicA UNIDAD PROFESIONAL "ADOLFO LÓPEZ MATEOS" TEMA DE TESIS QUE PARA OBTENER EL TITIlLO DE INGENIERO EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN POR LA OPCIÓN DE TITULACIÓN TESIS COLECTIVA y EXAMEN ORAL INDIVIDUAL DEBERA(N) DESARROLLAR C. RODRIGO CANSINGO GUTIÉRREZ C. DIEGO ALONSO BARRIOS DÍAZ C. HUGO ENRIQUE DE JESÚS FLORES "IMPLEMENTACIÓN DE UNA INTRANET PARA EL MANEJO DE PLC'S DESDE MULTIPLES ESTAC.IONES DE TRABAJO" DESARROLLAR LA ESTRUCTURA DE UNA RED DE COMUNICACIÓN INTRANET PARA LA PROGRAMACIÓN Y MONITOREO DE PLC'S DESDE MULTIPLES ESTACIONES DE TRABAJO QUE SERÁN LAS INTERFACES HOMBRE MÁQUINA QUE PERMITAN LA RECEPCIÓN Y TRANSMISIÓN DE DATOS Y OPERACIÓN DE FORMA REMOTA. ASI COMO DESARROLLAR EL SISTEMA Y COMPROBAR SU BUEN FUNCIONAMIENTO. :. CONSIDERACIONES TEORICAS DE PLC'S, COMUNICACIONES INDUSTRIALES Y REDES. :. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. :. MÁQUINA VIRTUAL..:. ESTABLECIMIENTO DE RED. :. COMUNICACIÓN DEL PLC CON LA PC. :. ESCRITORIO REMOTO.:. IMPLEMENTACIÓN. MÉXICO D. F., A 03 DE NOVIEMBRE DE ASESORES ING.H

3 ÍNDICE Objetivo...5 Justificación...6 Introducción...8 CAPÍTULO 1 - CONSIDERACIONES TEÓRICAS Controlador Lógico Programable (PLC) Antecedentes PLC Hardware Tarjetas digitales Tarjetas analógicas Software Campos de aplicación Monitoreo del PLC Comunicación serial Concepto general La comunicación serial hoy en día Velocidad de transmisión (baud rate) Bits de datos Bits de parada Paridad Conector RS Pines del conector DB Funciones de los pines en RS Intercambio de pulsos de sincronización (handshaking) Intranet Características Red de trabajo de Internet La Intranet hoy en día Dispositivos de red Las Intranets LAN's medianas compartidas LAN's separadas y redes de trabajo El bus y el hub en LAN's Hubs compartidos y hubs intercambiadores Ethernet de 10Mbps a 100Mbps Limitaciones Arquitectura de transmisión media compartida Escritorio remoto Redes de comunicación Comunicación entre PC y PLC Programación Máquina virtual Puerto serial virtual Ventajas de puertos seriales virtuales...40 CAPÍTULO 2 - PLANTEAMIENTO Situación actual...43 Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 2

4 2.2 Recursos necesarios para el desarrollo de la propuesta Recursos disponibles Alcances...47 CAPÍTULO 3 - DESARROLLO DEL PROYECTO Procedimiento 1 - La máquina virtual Objetivo Hardware a utilizar Software a utilizar...49 Paso 1. Acerca de VirtualBox...50 Paso 2. Instalación...50 Paso 3. Características necesarias...51 Paso 4. Programas que requieren ser instalados...52 Paso 5. Elegir, instalar y programar software para virtualizar puerto serial...53 Paso 6. Programación de red en interfaz grafica de usuario VirtualBox...53 Paso 7. Configuración de dispositivos USB Procedimiento 2 - Establecer red Objetivo Hardware utilizado Software utilizado...56 Paso 1. Crear una LAN...56 Paso 2. Asignar numero IP (Internet Protocol) en Windows Vista...58 Paso 3. Asignación de IP en Windows XP profesional...60 Paso 4. Verificar conexión Procedimiento 3 - Comunicación del PLC con la PC Objetivo Hardware utilizado Software utilizado Conceptos previos...64 Paso 1. Configuración del convertidor RS-232 a USB...64 Paso 2. Comprobación de conexión del convertidor RS-232 a USB...64 Paso 3. Conexión del PLC S Paso 4. Configuración del STEP 7-Micro/WIN Paso 5. Conexión del Micrologix Procedimiento 4 - Comunicación del PLC con una PC remota Objetivo Hardware utilizado Software utilizado Conocimientos previos...72 Paso 1. Instalación del Advanced Virtual COM Port...73 Paso 2. Configuración para compartir el puerto serial Procedimiento 5 - Escritorio remoto Objetivo Hardware utilizado Software utilizado Conocimientos previos...75 Paso 1. Ejecución del NetMeeting...75 Paso 2. Configuración del NetMeeting...77 Paso 3. Comunicación por medio del NetMeeting...81 Paso 4. Compartición del escritorio...82 Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 3

5 CAPÍTULO 4 - IMPLEMENTACIÓN Control de velocidad a través de un variador de frecuencia con PLC S Objetivo Hardware utilizado Software utilizado...85 Paso 1. Estableciendo la conexión...86 Paso 2. Procedimiento de conexión con el variador de frecuencia...87 Paso 3. Motor...87 Paso 4. Comunicación con el PLC...92 Paso 5. Programación del PLC de manera remota...94 Costo de la implementación...96 Conclusiones...98 Bibliografía y referencias ANEXOS Tabla de imágenes Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 4

6 Objetivo Desarrollar la estructura de una red de comunicación Intranet para la programación y monitoreo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo que serán las interfaces hombre-máquina que permitan la recepción y transmisión de datos y operación de forma remota. Así como desarrollar el sistema y comprobar su buen funcionamiento. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 5

7 Justificación Este trabajo debido al alcance de las diferentes aplicaciones que se le pueden dar implica beneficios hacia diversas áreas incluso la industrial ya que si bien hace algún tiempo se ha observado el creciente desarrollo de las comunicaciones en el área del control y la automatización, existen todavía algunos equipos que no gozan del beneficio que ofrecen los nuevos desarrollos debido al obsoletísimo tecnológico. En la industria en ocasiones cuando llega a ocurrir una avería o falla de control es necesario comunicarse con los PLC s para monitorear los estados de las entradas y salidas del mismo para verificar que el PLC está trabajando de manera correcta y en caso de que no sea así trabajar en su programación con el fin de eliminar el problema, ello se puede hacer de manera muy sencilla acorde a los alcances de nuestro proyecto. Además el beneficio que de primera instancia se obtiene con el desarrollo de este proyecto en la industria es la ampliación de la infraestructura tecnológica en cuanto a sistemas de control, debido principalmente al hecho de hacer que la información tenga gran disponibilidad al estar los datos en una red, por lo tanto personal de diferentes áreas de una empresa pueden tener acceso al estado de funcionamiento del PLC con diversos fines según su necesidad. Este beneficio se puede aprovechar sobre todo en las pequeñas y medianas empresas ya que es un sistema de bajo costo que permite incluso la comunicación e intercambio de datos y archivos entre los usuarios de la red. También en el ámbito académico se aprovechan los alcances del proyecto tal como en la Zacatenco donde existe la oportunidad de aprovechar de mejor manera los equipos con que se cuenta en los laboratorios, estableciendo una red de comunicación entre los alumnos, profesor y equipos a controlar y programar en las practicas. Aunado a lo anterior en nuestra escuela carecemos de un trabajo en el área de comunicaciones desarrollado para obtener el mayor potencial posible de los equipos con los que contamos, es decir, no existe una red de comunicaciones que permita que todas las PC s disponibles en el laboratorio se puedan comunicar con los PLC s con que contamos hoy en día para que todos los equipos de trabajo en clase puedan monitorear la programación del PLC. El trabajo que se ha desarrollado pretende acabar con las limitaciones que supone el hecho de contar con escasos equipos controladores lógicos programables, a la vez que se establece una red de comunicaciones tal que permita comunicar cualquier PC ubicada en los laboratorios de control de maquinas a una red donde se encuentren PLC s dispuestos para ser programados por cualquier alumno. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 6

8 La situación geográfica actual de los laboratorios de control complica la realización de prácticas y por lo tanto alentar el aprendizaje de los alumnos sobre las materias de programación de PLC s. Actualmente existe un laboratorio en donde podemos encontrar nueve PC s las cuales se utilizan para la enseñanza de la programación de algunos PLC s de las marcas Allen Bradley y Siemens, también existe otro laboratorio donde se encuentran tableros electromagnéticos y neumáticos dispuestos para hacer prácticas sobre control electromagnético y control de maquinas. Considerando la situación que se plantea en el párrafo anterior se hace necesaria la implementación de un proyecto tal que permita obtener el mayor beneficio de los equipos que se encuentran en ambos laboratorios aún y cuando la disposición física de estos sea una aparente limitación, es decir, logrando establecer una red en la cual podamos manejar los tableros ubicados en el laboratorio A desde el laboratorio B donde se encuentra toda la clase observando lo que pasa tendría un impacto relevante en el aprendizaje de los alumnos. Usuario Usuario Dispositivo de red Usuario PC-PLC Usuario Usuario Dispositivo de red Usuario Usuario Imagen B. Red de comunicación Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 7

9 Introducción Las redes de transmisión de datos son muy importantes hoy en día, son utilizadas para la comunicación entre varios dispositivos, los cuales envían y reciben datos que conllevan a un intercambio de información que puede ser utilizada para el monitoreo, supervisión o control de algún proceso en la industria. Para que una red de trabajo funcione de forma adecuada necesita de varios equipos adicionales que la complementen, así como de una estructura y las especificaciones del usuario. Esto quiere decir en pocas palabras, cómo queremos que funcione y qué queremos que realice. Los laboratorios con los que actualmente contamos no tienen una forma de realizar simulaciones entre los PLC's y las estación de trabajos que actualmente tienen. Es por ello que queremos implementar una red de trabajo local que realice ésta comunicación y así poder hacer simulaciones que ayuden a los estudiantes a comprender de una mejor forma el funcionamiento de dispositivos de control. Por medio de esta LAN (Local Area Network) nos daremos a la tarea de comunicar PLC's Siemens Step7 200 y Allen Bradley Micrologix 1000, los cuales serán interconectados a ésta LAN y a su vez a unas estación de trabajos que serán las HMI's que utilizaremos para simular algún proceso. La conexión de los PLC's será por medio de comunicación serial, la cual actualmente es muy usada por su estandarización en el mercado. El Ethernet será la forma de comunicarnos con todas las estación de trabajos de forma alámbrica. A ésta red sólo podrán accesar los profesores y alumnos que se encuentren en el área de trabajo, ya que contará con sistemas de seguridad como la encriptación de datos, firewall, etcétera. Esto para asegurar su buen funcionamiento y evitar el manejo de información por parte de personas que desconozcan el uso de los dispositivos que utilizará la red. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 8

10 CAPÍTULO 1 CONSIDERACIONES TEÓRICAS Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 9

11 En el presente capítulo se presentará de forma concisa los conceptos para lograr entender de manera clara todos y cada uno de los puntos que se tocaran más adelante durante el desarrollo del presente trabajo. Dichos conceptos son mostrados de manera que se puedan entender de una forma fácil y sencilla, mediante el uso de ejemplos aplicados en las áreas de Ingeniería. 1.1 Controlador Lógico Programable (PLC) Antecedentes Hablar de la historia de los autómatas programables o comúnmente llamados PLC's (controladores lógicos programables) nos remonta hacia la década de los 60 s y principios de los 70 s donde aparecieron en los Estados Unidos de América, y particularmente en el sector de la industria del automóvil. Dónde se tiene un registro del primer uso de un autómata programable, en 1969 la "División Hydramatic" de General Motors: instaló el primer PLC para reemplazar los sistemas inflexibles alambrados usados entonces en sus líneas de producción. Esto indica que su creación coincide con el comienzo de la era del microprocesador como a su vez también de la generación de la lógica cableada. La empresa BEDFORD ASSOCIATES (Bedford, MA) fue la encargada de crear el PLC el cual propuso un sistema al que llamó: MODICON (Modular Digital Controller) para la empresa automotriz General Motors en los Estados Unidos. El MODICON utilizado fue el 084, siendo el primer PLC producido comercialmente; con ello el permitía que la producción que necesitase variarse, solo se reprogramaba el proceso y no se necesitaba un recableado considerable a comparación de una lógica con relés como lo era anteriormente. A mediados de los años 70, la AMD (modelo de autómata) 2901 y 2903 eran muy populares entre los PLC MODICON. Por esos tiempos los microprocesadores no eran tan rápidos y sólo podían compararse a PLC's pequeños. En el sistema basado en relés, tenían un tiempo de vida limitado y se necesitaba un sistema de mantenimiento muy estricto. El alambrado de numerosos relés en un sistema muy grande era muy complejo, ya que si había una falla, la detección del error era muy tediosa y lenta. Este nuevo controlador (PLC) tenía que ser fácilmente programable, su vida útil tenía que ser larga y ser resistente a ambientes difíciles. Esto se logró con técnicas de programación reemplazando los relés por elementos de estado sólido. Con el avance en el desarrollo de los microprocesadores se crearon con mayor velocidad de procesamiento, entonces se construían PLC's mas grandes. La habilidad de comunicación o protocolo de comunicación entre ellos apareció Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 10

12 aproximadamente en el año El primer sistema que lo hacía fue el protocolo de comunicación Modbus de ModiMcon. Los PLC's podían incluso estar alejados de la maquinaria que controlaban a varias decenas de metros; el problema que surgió pronto fue en relación la estandarización de la comunicación y presentaba problemas serios pues la tecnología avanzaba y no había un tipo de comunicación igual entre todos. En el año de 1971, los PLC se extendían a otras industrias y, en los ochentas, ya los componentes electrónicos permitieron un conjunto de operaciones en 16 bits, comparados con los 4 de los 70 s. En los años 80 se intentó estandarizar la comunicación entre PLC's con el protocolo de automatización de manufactura de la General Motors (MAP). En esos tiempos el tamaño del PLC's se redujo, su programación se realizaba mediante computadoras personales en vez de terminales dedicadas sólo a ese propósito. En los primeros años de los noventas, aparecieron los microprocesadores de 32 bits con posibilidad de operaciones matemáticas complejas, y de comunicaciones entre PLC de diferentes marcas y PCs, los que abrieron la posibilidad de fábricas completamente automatizadas. En los años 90 se introdujeron nuevos protocolos y se mejoraron algunos anteriores. Como lo fue el último estándar (IEC ) el cual ha intentado combinar los lenguajes de programación de los PLC's en un solo estándar internacional. La universalidad de las computadoras tiende a desaparecer, el futuro parece abrirse hacia esta nueva clase de dispositivos: máquina para proceso de señales, para la gestión de bases de datos. El autómata programable es, pues en este sentido un precursor y constituye para los automatistas un esbozo de la máquina ideal. La creciente expansión de aplicaciones de la electrónica, la disminución del precio de los componentes, el nacimiento y el desarrollo de los microprocesadores y, sobretodo, la miniaturización de los circuitos de memoria permiten anunciar la creación de autómatas programables mejores, cuyo precio es atractivo incluso para equipos de prestaciones modestas, en una inmensa gama de nuevos campos de aplicación. El autómata programable satisface las exigencias tanto de procesos continuos como discontinuos: regula presiones, temperaturas, niveles y flujos así como todas las funciones asociadas de temporización, cadencia, conteo y lógica. También incluye una tarjeta de comunicación adicional. El PLC se ha convertido en un elemento importante dentro del control. Por lo cual puedo decir que Hoy en día el PLC es un aparato electrónico programable por un usuario programador y destinado a gobernar, dentro de un entorno industrial, maquinas o procesos lógicos secuenciales. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 11

13 Ahora se tiene PLC's que se programan en función de diagrama de bloques, listas de instrucciones, lenguaje C, etcétera. Al mismo tiempo. También se ha dado el caso en que computadoras personales (PC) han reemplazado a PLC's esto es debido a su poco espacio que se maneja y a su vez es su valor agregado en cuestión de ambientes de trabajo. La compañía original que diseño el primer PLC (MODICON) ahora crea sistemas de control basados en PC PLC Los Controladores Lógicos Programables o PLC (Programmable Logic Controller) son dispositivos electrónicos muy usados en Automatización Industrial. El autómata es la primera máquina con lenguaje, es decir, un calculador lógico cuyo juego de instrucciones se orienta hacia los sistemas de evolución secuencial. Como los ordenadores, el PLC, va a constar de dos partes fundamentales El hardware que es la parte física o tangible. El software es la parte que no es tangible: es el programa o programas que hacen que la computadora o el autómata hagan un trabajo determinado Hardware El hardware del autómata, al ser básicamente la computadora, podemos dividirlo de la siguiente forma: La fuente de alimentación. Suministran la energía que necesitan los circuitos electrónicos del autómata para poder funcionar. El CPU (Unidad de Control de Proceso). Va alojado el microprocesador junto con los dispositivos necesarios para que éste realice su función: las tarjetas de memoria, el reloj, las VIAS (integrados que ayudan al microprocesador en sus tareas de comunicación con otros dispositivos), etcétera. Las tarjetas de entradas/salidas o tarjetas I/O. En las que otros circuitos integrados se encargan de que el microprocesador sea capaz de comunicarse con otros dispositivos, ya sean estos otros microprocesadores, un teclado, una pantalla, etcétera. En la parte inferior, existen unos ventiladores que tienen por misión refrigerar todos los elementos que componen el PLC, ya que tanto la fuente de alimentación como la CPU pueden alcanzar temperaturas altas dando si un peligro latente para la circuitería de uno y otro componente. El polvo también muestra un problema en el CPU como en todo los circuitos alojados en el PLC, para eso existe filtros en los ventiladores que a decir verdad tienen que estar en constante monitoreo por si llega a presentarse una obstrucción o en su caso exceso de partículas. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 12

14 Fuente de Alimentación Interfaces de Entradas CPU Procesador Memoria Interfaces de Salidas Dispositivo de Programación Imagen 1.1 Elementos del PLC. En la Imagen 1.1 se muestran los elemento principales del PLC donde se puede notar el CPU como elemento principal donde llegan y sales interfaces, como a su ves se encuentra los dispositivos de programación los cuales se pueden ver como entrada o salida en el CPU, esto significa que podemos descargar la información del autómata, como a su ves cargarle algún programa realizado por el. En la misma imagen también se muestra la fuente de alimentación el cual da energía a los circuitos como también al CPU. Al comenzar el ciclo, la CPU lee el estado de las entradas. A continuación ejecuta la aplicación empleando el último estado leído. Una vez completado el programa, la CPU ejecuta tareas internas de diagnóstico y comunicación. Al final del ciclo se actualizan las salidas. El tiempo de ciclo depende del tamaño del programa, del número de E/S y de la cantidad de comunicación requerida. A continuación la imagen 1.2 demuestra el ciclo del PLC. Leer Entradas Ciclo PLC Ejecutar Programa Actualizar Salidas Diagnóstico-Comunicación Imagen 1.2 Ciclo del PLC. Contiene memoria RAM. La memoria RAM es un tipo de memoria que se caracteriza por su extremada rapidez, en ella podemos leer y escribir cuantas veces queramos; su única desventaja es que pierde todo su contenido si le quitamos la alimentación. El microprocesador del PLC s utiliza esta memoria para escribir los datos (estado de las entradas, órdenes de salida, resultados Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 13

15 intermedios) y recurre a ella para leer el programa. No se utiliza otro tipo de memoria (la EPROM, por ejemplo) porque, aunque tienen la ventaja de no perder los datos cuando no tienen alimentación, son memorias mas lentas y que requieren procesos mas complicados para su borrado y regrabación: otra de las ventajas de la memoria RAM es que no necesitamos borrar los datos que contiene, escribimos directamente los nuevos datos sobre los que ya tiene grabados Tarjetas digitales A continuación de la CPU están instaladas tarjetas de entradas digitales (ED), éstas tarjetas tienen una serie de lámparas que nos indican el estado de la entrada (si la entrada está activada el led está encendido, si no lo está el led está apagado) es dependiendo de el tipo de PLC o marca del mismo. Con el fin de proveer un aislamiento galvánico del PLC s con campo (la instalación), las tarjetas de entradas digitales no se conectan directamente a los elementos de campo; los elementos de campo se conectan a unos bornes relé (BE) situadas en la parte posterior de los armarios, de los contactos libres de potencial de estos bornes relé se toman las señales que entran en las tarjetas. Estas tarjetas, como indica su nombre, sólo trabajan con señales digitales, las señales digitales sólo admiten dos estados: [0] (ausencia de tensión, contacto abierto). [1] (presencia de tensión, contacto cerrado). Para acceder a las bornes de la tarjeta abrimos la tapa en la que está situada la carátula con las distintas señales (esto es dependiendo de la marca y el modelo del Controlador) Tarjetas analógicas A las tarjetas de salidas digitales les sigue una tarjeta de entradas analógicas (EA). Una señal analógica es aquella que es variable en el tiempo. En el caso de nuestros autómatas a través de esta tarjeta se introducen datos que sirven, solamente, para la información del operador (potencia activa del/los grupo(s), potencia reactiva, nivel de la cámara de carga) Software Para examinar el software (programa) que tiene introducido el PLC debemos recurrir, como ya se ha dicho, a conectar una maleta de programación o un PC (con un programa adecuado) al PLC. Otra manera de examinar el programa es a través de la documentación que nos entrega el proveedor que hizo la programación. Si queremos entender algo del programa, tenemos que tener claros una serie de conceptos básicos que explicamos a continuación: Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 14

16 Operando. Es un elemento (entrada o salida) con el que trabaja el programa. Entradas. Son las distintas entradas digitales que llegan al autómata. Estas entradas van agrupadas en grupos de 8 entradas (un byte). Los bytes van numerados de forma correlativa atendiendo a su posición en los bastidores. Como en informática siempre se empieza contando por el cero, el primer byte (el correspondiente a la parte superior de la tarjeta ED más próxima a la CPU) correspondería a las 8 primeras entradas de esta tarjeta. Cada entrada, a su vez, irá numerada correlativamente de 0 a 7. Las entradas, en el programa, van numeradas con la letra E o I (dependiendo del lenguaje Europeo o Americano) seguida del número de byte y, separado por un punto, va el número de la entrada. Salidas. Son las diferentes salidas digitales. Su numeración sigue el mismo criterio que las entradas, la única diferencia estriba en que el número de las salidas comienza con la letra A o Q (dependiendo del sistema europeo o americano). Marcas. Son resultados intermedios del programa que los podemos utilizar como entradas o como salidas. Se numeran con los mismos criterios que las entradas y salidas empezando por el byte 0 y anteponiendo la letra M. Segmento. Si el módulo de programación lo definíamos como una hoja, el segmento equivaldría a una línea dentro de la hoja, es decir, dentro del módulo. Constantes. Especifican el formato de los datos, aunque para nosotros carecen de mayor importancia, las enumeramos porque vamos a encontrar alguna en los esquemas tenemos las siguientes constantes: Constantes en caracteres ASCII Constantes en número natural sin coma Constantes en número natural con coma Constantes en hexadecimal Constantes en binario Constantes de temporización Constantes de contador Campos de aplicación El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo de aplicación muy extenso. La constante evolución del hardware y software amplía constantemente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan en la gama de sus posibilidades reales. Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control, señalización, etcétera por tanto, su aplicación abarca desde procesos de fabricación industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, ahora bien en el ámbito Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 15

17 académico también tiene su campo de aplicación pero esto solo es enfocado a la enseñanza y aprendizaje dentro de un laboratorio. Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar los programas para su posterior y rápida utilización, la modificación o alteración de los mismos, y mas, hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades tales como: Espacio Reducido Procesos de producción periódicamente cambiantes Procesos secuenciales Maquinaria de procesos variables Instalación de procesos complejos y amplios Chequeo de programación en alguna parte del proceso Monitoreo del PLC El monitoreo, a rasgos generales, consiste en la observación del curso de uno o más parámetros para detectar eventuales anomalías orientadas a un control. A través de un modem y una conexión de internet o simplemente en una red de área local se pueden llevar a cabo diversas funciones, como modificación de programas en forma remota o a distancia, control, diagnostico e incluso un total monitoreo del proceso. Por lo tanto es importante que dentro de una empresa tener la posibilidad donde se pueda controlar y programar de forma remota o a larga distancia. En situaciones críticas una pronta respuesta o acción puede hacer la diferencia, muchas veces el operador podría no percatarse de una situación de alto riesgo y en el programa del PLC se puede visualizar o detectar esta situación y notificar mediante una conexión remota a la persona o la estación de trabajo que lo requiera, también tener bajo observación las acciones que se presentan en el proceso orientadas principalmente al control y programación de los procesos que tiene a su cargo el controlador lógico programable. Con el monitoreo de un proceso a larga distancia diferentes áreas dentro de una empresa pueden tener acceso, esto se realiza dependiendo de los privilegios o derechos de cada estación de trabajo donde se encuentre la persona en particular, uno de los beneficios importantes de monitorear el proceso es la vinculación de cada área de trabajo hacia el proceso, de tal manera que un gerente de producción puede saber cómo se encuentra un proceso todo esto en carácter informativo, como también a su vez un ingeniero de proceso o encargado de la línea de producción puede tener el control comunicación y sobretodo la programación a larga distancia donde se encuentre el controlador lógico programable en marcha, le seguridad, administración y otras más ventajas es lo que demuestra el monitoreo, control y programación a distancia de un PLC dándole así un valor agregado al proceso. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 16

18 1.2 Comunicación serial Concepto general La comunicación serial es un protocolo muy común (no hay que confundirlo con el Bus Serial de Comunicación o USB) para la comunicación entre dispositivos el cual se incluye de manera estándar en prácticamente cualquier computadora. La comunicación serial es también un protocolo común utilizado por varios dispositivos para instrumentación; el nombre que se le da al conector físico es el de un puerto RS-232. Este tipo de comunicación puede ser utilizada para adquisición de datos si se usa en conjunto con un dispositivo remoto de muestreo. El concepto de comunicación serial es sencillo. El puerto serial envía y recibe bytes de información un bit a la vez. Aun y cuando esto es más lento que la comunicación en paralelo, que permite la transmisión de un byte completo por vez, este método de comunicación es más sencillo y puede alcanzar mayores distancias. Por ejemplo, la especificación IEEE 488 para la comunicación en paralelo determina que el largo del cable para el equipo no puede ser mayor a 20 metros, con no más de 2 metros entre cualesquiera de dos dispositivos; por otro lado, utilizando comunicación serial el largo del cable puede llegar a los 1200 metros. La comunicación serial se utiliza para transmitir datos en formato ASCII. Para realizar la comunicación se utilizan tres líneas de transmisión: Tierra (o referencia) Transmitir Recibir Debido a que la transmisión es asincrónica, es posible enviar datos por una línea mientras se reciben datos por otra. Las características más importantes de la comunicación serial son la velocidad de transmisión, los bits de datos, los bits de parada y la paridad. Para que dos puertos se puedan comunicar, es necesario que las características sean iguales Velocidad de transmisión (baud rate) Indica el número de bits por segundo que se transfieren y se mide en baudios (bauds). Por ejemplo, 300 baudios representan 300 bits por segundo. Cuando se hace referencia a los ciclos de reloj se está hablando de la velocidad de transmisión. Por ejemplo, si el protocolo hace una llamada a 4800 ciclos de reloj, entonces el reloj está corriendo a 4800 Hz, lo que significa que el puerto serial está muestreando las líneas de transmisión a 4800 Hz. Las velocidades de transmisión más comunes para las líneas telefónicas son de 14400, 28800, y Es posible tener velocidades más altas, pero se reduciría la distancia máxima posible entre los dispositivos. Las altas velocidades se utilizan cuando los dispositivos se encuentran uno junto al otro. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 17

19 1.2.3 Bits de datos Se refiere a la cantidad de bits en la transmisión. Cuando la computadora envía un paquete de información, el tamaño de ese paquete no necesariamente será de 8 bits. Las cantidades más comunes de bits por paquete son 5, 7 y 8 bits. El número de bits que se envía depende del tipo de información que se transfiere. Por ejemplo, el ASCII estándar tiene un rango de 0 a 127, es decir, utiliza 7 bits; para ASCII extendido es de 0 a 255, lo que utiliza 8 bits. Si el tipo de datos que se está transfiriendo es texto simple (ASCII estándar), entonces es suficiente con utilizar 7 bits por paquete para la comunicación. Un paquete se refiere a una transferencia de byte, incluyendo los bits de inicio/parada, bits de datos y paridad. Debido a que el número actual de bits depende del protocolo que se seleccione, el término paquete se usa para referirse a todos los casos Bits de parada Usado para indicar el fin de la comunicación de un solo paquete. Los valores típicos son 1, 1.5 o 2 bits. Debido a la manera de como se transfiere la información a través de las líneas de comunicación y que cada dispositivo tiene su propio reloj, es posible que los dos dispositivos no estén sincronizados. Por lo tanto, los bits de parada no sólo indican el fin de la transmisión sino además dan un margen de tolerancia para esa diferencia entre los relojes. Mientras más bits de parada se usen, mayor será la tolerancia a la sincronía de los relojes, sin embargo la transmisión será más lenta Paridad Es una forma sencilla de verificar si hay errores en la transmisión serial. Existen cuatro tipos de paridad: par, impar, marcada y espaciada. La opción de no usar paridad alguna también está disponible. Para paridad par e impar, el puerto serial fijará el bit de paridad (el último bit después de los bits de datos) a un valor para asegurarse que la transmisión tenga un número par o impar de bits en estado alto lógico. Por ejemplo, si la información a transmitir es 011 y la paridad es par, el bit de paridad sería 0 para mantener el número de bits en estado alto lógico como par. Si la paridad seleccionada fuera impar, entonces el bit de paridad sería 1, para tener 3 bits en estado alto lógico. La paridad marcada y espaciada en realidad no verifican el estado de los bits de datos; simplemente fija el bit de paridad en estado lógico alto para la marcada y en estado lógico bajo para la espaciada. Esto permite al dispositivo receptor conocer de antemano el estado de un bit, lo que serviría para determinar si hay ruido que esté afectando de manera negativa la transmisión de los datos o si los relojes de los dispositivos no están sincronizados. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 18

20 1.2.6 Conector RS-232 RS-232 (Estándar ANSI/EIA-232) es el conector serial hallado en las PCs. Es utilizado para una gran variedad de propósitos, como conectar un ratón, impresora o módem, así como instrumentación industrial. Gracias a las mejoras que se han ido desarrollando en las líneas de transmisión y en los cables, existen aplicaciones en las que se aumenta el desempeño del RS-232 en lo que respecta a la distancia y velocidad. El RS-232 está limitado a comunicaciones de punto a punto entre los dispositivos y el puerto serial de la computadora. El conector se puede utilizar para comunicaciones seriales en distancias de hasta 50 pies Pines del conector DB-9.. \ / \ / Funciones de los pines en RS-232 Datos. TXD (pin 3) y RXD (pin 2) Handshake. RTS (pin 7), CTS (pin 8), DSR (pin 6), DCD (pin 1)y DTR (pin 4) Tierra. GND (pin 5) Otros. RI (pin 9) Imagen 1.3 Puerto serie RS Intercambio de pulsos de sincronización (handshaking) El método de comunicación usado por el RS-232 requiere de una conexión muy simple, utilizando sólo tres líneas: TXD, RXD, y GND. Sin embargo, para que los datos puedan ser transmitidos correctamente ambos extremos deben estar sincronizados a la misma velocidad. Aun y cuando este método es más que suficiente para la mayoría de las aplicaciones, es limitado en su respuesta a posibles problemas que puedan surgir durante la comunicación; por ejemplo, si el receptor se comienza a sobrecargar de información. Es en estos casos cuando el intercambio de pulsos de sincronización o handshaking es útil. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 19

21 Handshaking es el proceso automatizado de negociación que establece de forma dinámica los parámetros de un canal de comunicaciones determinado entre dos entidades antes de la comunicación normal por el canal. Se utiliza para negociar que los parámetros sean aceptables para los equipos y sistemas en ambos extremos del canal de comunicación, incluyendo pero no limitado a: Tasa de transferencia Codificación Paridad Procedimiento de interrupción Un claro ejemplo del funcionamiento del handshaking es la conexión de un módem, cuando éste se conecta por primera vez negocia los parámetros de comunicación por un breve periodo de tiempo y posteriormente utiliza los parámetros obtenidos para facilitar la transferencia de información sobre el canal en función de su calidad y capacidad, optimizando la comunicación La comunicación serial hoy en día Actualmente en la mayoría de los periféricos serie, la interfaz USB ha reemplazado al puerto serie puesto que es más rápida. La mayor parte de las computadoras están conectadas a dispositivos externos a través de USB y a menudo, ni siquiera llegan a tener un puerto serie. El puerto serie se elimina para reducir los costes y se considera que es un puerto heredado y obsoleto. Sin embargo, los puertos serie todavía se encuentran en sistemas de automatización industrial y algunos productos industriales y de consumo. Los dispositivos de redes, como los routers y conmutadores, a menudo tienen puertos serie para modificar su programación. Los puertos serie se usan frecuentemente en estas áreas porque son sencillos, baratos y permiten la interacción entre dispositivos. La desventaja es que la programación de las conexiones serie requiere, en la mayoría de los casos, un conocimiento avanzado por parte del usuario y el uso de comandos complejos si la implementación no es adecuada. 1.3 Intranet Características El Internet y las Intranets hoy en día son las dos redes de datos que dominan las comunicaciones en el mundo. El Internet es la interconexión tanto de redes de datos privadas como públicas basadas en el protocolo TCP/IP. El término Intranets ha sido recientemente usado para referirse al conjunto de redes de datos corporativas que trabajan bajo el protocolo de Internet. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 20

22 1.3.2 Las Intranets Las LAN's se han convertido en el medio básico de comunicación de datos para las corporaciones. El término fue acuñado recientemente para tener el equivalente al Internet empresarial, esto incluye todas las redes de trabajo corporativas que utilizan otro protocolo que no sea el IP. Las Intranets han evolucionado en los últimos 10 años, desde LAN's básicas y medianas hasta una red de trabajo con diferentes LAN's con un mayor ancho de banda LAN's medianas compartidas Una LAN puede interconectar PC's, estaciones de trabajo, servidores e impresoras. Las LAN's son usadas tanto para comunicar datos como para compartir dispositivos como impresoras y servidores. El Ethernet es la tecnología LAN que ha ganado una mayor aceptación en el mercado. Ésta se basa en la transmisión compartida de paquetes usando un bus coaxial de 10 Mbps de capacidad. Imagen 1.4 Ethernet LAN's separadas y redes de trabajo Hoy en día las Intranets típicas consisten en LAN's interconectadas entre sí. Primero, las LAN's son instaladas en diferentes departamentos de las compañías, es aquí cuando se hace necesaria la comunicación entre los diferentes departamentos. Se usan puentes y routers para interconectar estas LAN's y así formar una gran red de trabajo o Intranet. Los puentes son dispositivos que operan en la capa 2 (capa de unión), los cuales son populares por su fácil instalación y mantenimiento, sin embargo tienen desventajas, las cuales serían su falta de escalabilidad y su dificultad para proveer seguridad en sus direcciones. Esto da paso al uso de routers para redes de trabajo o Intranet que demandan escalabilidad y flexibilidad. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 21

23 Los routers son dispositivos que se encuentran en la capa 3 (capa de red de trabajo) que forman una red de trabajo de paquetes (como el IP) entre dos o más LAN's que pueden ser de diferentes tecnologías. El manejo de la capa 3 (capa del IP) es mucho más flexible que la capa 2. Estando como una red de trabajo los administradores pueden asignar direcciones IP, pero no direcciones Ethernet. Su desventaja es el costo, el cual es mayor que el de los puentes. El número de estación de trabajos o PC's conectadas a una LAN puede ser muy grande, así como la capacidad de procesamiento, esto a su vez incrementará el tránsito en la LAN. Para aliviar la carga en la LAN, ésta es separada en segmentos o subredes por routers o puentes. Esto incrementa las comunicaciones simultáneas y ayuda a limitar la carga para cada subred limitando así el número de dispositivos conectados a la LAN El bus y el hub en LAN's La programación del alambrado del Ethernet ha evolucionado desde un bus hasta la conexión tipo estrella, utilizando un alambrado de pares trenzados que va de las oficinas a un gabinete central, esto se conoce como Ethernet baset- 10. Un hub es instalado en el gabinete de conexiones y así puede conectarse a los pares trenzados desde una estación individual de Ethernet. El hub se convierte en el punto desde donde se comparten los protocolos, éste no funciona como un intercambiador de paquetes (Imagen 1.5), más bien existe un intercambiador dentro del hub, éste es sólo un dispositivo físico. Esto tiene dos ventajas, es posible reutilizar el cable existente disminuyendo la compra de cable adicional y facilita el cierre de estaciones individuales gracias a su identificación y su conexión punto a punto. Imagen 1.5 Ethernet con HUB en conexión estrella Hubs compartidos y hubs intercambiadores Trabajando los hubs como estaciones en la misma LAN, comparten el mismo ancho de banda, creando así un cuello de botellas en la misma red. Es aquí cuando el ancho de banda que demanda cada nodo incrementa o cuando se añaden más nodos a la LAN. La solución es transformar la conexión de la LAN Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 22

24 a una de punto a punto. Esto permite que cada nodo tenga acceso a los 10Mbps a la red, lo cual provee escalabilidad para soportar un mayor número de nodos. El Ethernet con la capacidad de cambio funciona igual que como un puente, excepto que con más puertos y una mayor capacidad de cambio. El Ethernet con la capacidad de cambio representa físicamente un sencillo cambio en la red. Este es el primer paso para transformar la red de un hub con la capacidad de compartir a un hub con la capacidad de intercambio Ethernet de 10Mbps a 100Mbps En los últimos años se ha desarrollado la capacidad de 100Mbps, también conocido como Ethernet Rápido. Debido a la similitud entre la base-t 10 y la base-t 100, muchos adaptadores base-t 100 son diseñados de modo dual, base-t 10/100 usando esencialmente la misma lógica de proceso y así poder funcionar con ambas velocidades. El instalar el modo dual permite hacer una transición sencilla de 10 a 100 de una estación a la vez y no adquirir todas en un sólo movimiento. El Ethernet Gigabit ha sido propuesto y se espera que se desarrolle en un futuro cercano. De cualquier forma, aunque comparta el mismo nombre y propósito, no usa los mismos protocolos de Ethernet Limitaciones Las aplicaciones multimedia en tiempo real requieren de un ancho de banda definido y que no existan retrasos en la LAN. Las comunicaciones por video en tiempo real requieren que los cuadros de video sean entregados dentro de un límite máximo de tiempo. Se ha propuesto una capa de IP propia que pueda proveer un ancho de banda reservado que puedan compartir las LAN's medianas y de intercambio y así garantizar las entradas y salidas Arquitectura de transmisión media compartida El compartir la transmisión de canales en LAN's hace que tenga un limitante el ancho de banda en cada nodo. Si 'n' estaciones en la misma LAN envían datos, el promedio que pasa por cada estación será limitado a 'c/n', donde 'c' es la capacidad de la LAN. El promedio del ancho de banda de un nodo decrece cuando incrementa el número de nodos en la LAN. Aun con la reciente implementación del hub en las LAN's, prevalece la propiedad de compartir. El problema puede ser resuelto reemplazando los hubs con la capacidad de compartir por hubs con la capacidad de intercambio. Hoy en día la mayoría de las estaciones de Ethernet tienen LAN's medianas compartidas. La entrega de información en tiempo real de video requiere de un ancho de banda que sea constante por un tiempo definido. Esto significa que hay un número limitado en el flujo del video que puede ser soportado por las LAN's compartidas de 10 Mbps. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 23

25 Red de trabajo de Internet Las características de las redes de trabajo son similares a aquellas de una LAN que proporcionan el servicio de entrega. El procesamiento de los paquetes en un puente o router está típicamente basado en un algoritmo "primero que llega es el primero que sale". Para garantizar la calidad del servicio a través de la Internet o Intranets, deben de existir dos condiciones. Los routers deben soportar a lo largo de todo el camino y en los puntos finales el RSVP (Resource ReSerVation Protocol), el cual es un protocolo basado en el ancho de banda. Los routers en la red de trabajo deben proveer y garantizar la calidad del servicio, soportando el manejo del ancho de banda en subredes de LAN's o conexiones punto a punto entre routers La Intranet hoy en día Para casi cualquier empresa de hoy en día y muy especialmente en un futuro muy cercano, la Intranet está y va ha ser un recurso indispensable. Dada la gran cantidad de datos que genera cualquier empresa, se están quedando obsoletos los actuales métodos de inserción y consulta de datos. Una Intranet puede resolver estos y otros problemas. Una Intranet puede resolver, por ejemplo, el problema de la distribución de información para todos los empleados, se pueden publicar manuales, planes de acción, procedimientos, material de formación, folletos de marketing y productos, listas de precios, información comercial, anuncios, promociones etcétera. Estos son accesibles para el empleado o cliente de forma inmediata y con un ahorro considerable respecto a los métodos clásicos, panfletos, circulares, notas informativas, etcétera. Además cualquier actualización de datos es inmediata y no supone ninguna carga para la empresa como los métodos tradicionales. Una intranet organiza, además, la distribución de una empresa, ya que cada división puede tener su apartado en la Intranet. Se puede organizar también una lista de encuentros y reuniones a la que cada empleado podrá acceder rápidamente, planificando así las reuniones de la empresa de una forma más eficaz. Se mejora de ésta forma la comunicación entre todos los trabajadores y las sugerencias, peticiones o cualquier comunicación en general se realiza de una forma más rápida y eficiente. Se aprovechará también la potencia de una Intranet para tener acceso rápido a cualquier documento de la empresa, siempre que se tenga el nivel de privilegios adecuado. Ésta es otra de las ventajas de una Intranet, su seguridad. Solo tendrán acceso a los recursos aquellos empleados que lo necesiten realmente. Siguiendo con la potencia y velocidad de acceso a datos de una Intranet, el tiempo empleado en realizar cualquier búsqueda de datos Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 24

26 de cualquier departamento de la empresa se reduce considerablemente, por lo que la productividad de la empresa mejora Dispositivos de red Se sabe que una red de área local es una red que se utiliza para conectar equipos de una compañía u organización, por consecuente este proyecto está enfocado al espacio escolar, esto es debido al número considerable de computadoras que existe y en particular en el laboratorio de ingeniería en control y automatización, para intercambiar información, comunicarse o acceder a diversos servicios que ofrece la LAN se debe de tener constituido dicha red en cualquiera de sus topologías existentes, para nuestro mejor aprovechamiento utilizaremos la red en topología estrella, debido a que la esta topología conecta todos los cables con un punto central de concentración. El punto central puede ser diferente dispositivo de red, se le llama dispositivo de red a los equipos que se conectan entre sí a los dispositivos de usuario final (usuario final como son computadoras, escáneres y/o impresoras) posibilitando su comunicación. Los dispositivos de red proporcionan el tendido de las conexiones de cable, la concentración de conexiones, la conversión de los formatos de datos y la administración de transferencia de datos. Algunos ejemplos de dispositivos que ejecutan estas funciones son los repetidores, hubs, puentes, switches y routers. Son diferentes entre ellos, cada quien desempeñando distinto trabajo dentro de una red de área local. Un repetidor es un dispositivo de red que se utiliza para regenerar una señal. Los repetidores regeneran señales analógicas o digitales que se distorsionan a causa de pérdidas en la transmisión producidas por la atenuación. Un repetidor no toma decisiones inteligentes acerca del envío de paquetes como lo hace un router o puente. Este dispositivo puede ser utilizado para alargar una red si así lo requiere la expansión del proyecto esto es debido a que si se necesita agregar otra red de área local o simplemente otro dispositivo final como lo puede ser una computadora remota a mayor distancia por tendido cableado este equipo seria de gran ayuda para no perder la información en el transcurso. La imagen 1.6 muestra la función de un repetidor dentro de una red de área local. Imagen 1.6 Dispositivo de red Repetidor. Los hubs (Imagen 1.7) concentran las conexiones. En otras palabras, permiten que la red trate un grupo de usuarios finales como si fuera una sola unidad. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 25

27 Esto sucede de manera pasiva, sin interferir en la transmisión de datos. Los hubs activos no sólo concentran dispositivos, sino que además regeneran señales. Imagen 1.7 Dispositivo de red HUB. Los puentes convierten los formatos de transmisión de datos de la red además de realizar la administración básica de la transmisión de datos, como se puede ver en la imagen 1.8. Los puentes, tal como su nombre lo indica, proporcionan las conexiones entre LAN. Los puentes no sólo conectan las LAN, sino que además verifican los datos para determinar si les corresponde o no cruzar el puente. Esto aumenta la eficiencia de cada parte de la red. Imagen 1.8 Dispositivo de red Puente. Los switches agregan inteligencia a la administración de transferencia de datos. No sólo son capaces de determinar si los datos deben permanecer o no en una LAN, sino que pueden transferir los datos únicamente a la conexión que necesita esos datos. Otra diferencia entre un puente y un switch es que un switch no convierte formatos de transmisión de datos. Este elemento puede resultar importante para el desarrollo de este proyecto, esto es debido a que en el desarrollo se presenta la inserción de una señal serial a una red LAN, y como lo exige la comunicación serial, solo existirá un dispositivo conectado a otro dispositivo, comunicación punto a punto de tal forma este dispositivo de red agrega esos puntos que van enfocados a la administración correcta de la señal que será transmitida a los dispositivos finales, como lo es el usuario final ya sea cliente o usuario remoto. Se muestra una red básica en la imagen 1.22 y en la imagen 1.9 un switch. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 26

28 Imagen 1.9 Dispositivo de red Switch. Imagen 1.10 Switch Los routers (Imagen 1.11) poseen todas las capacidades de los dispositivos de red arriba mencionados. Los routers pueden regenerar señales, concentrar múltiples conexiones, convertir formatos de transmisión de datos, y manejar transferencias de datos. También pueden conectarse a una WAN, lo que les permite conectar LAN que se encuentran separadas por grandes distancias. Ninguno de los demás dispositivos puede proporcionar este tipo de conexión además puede poseer la opción de señal inalámbrica, adoptando así los avances de la tecnología en algunos dispositivos finales como lo pueden ser Cámaras IP, Estaciones de trabajo con tarjeta de señal inalámbrica o una computadora portátil la siguiente imagen muestra la gama de opciones que presenta utilizar un router como dispositivo de red. Ventajas de los routers: Seguridad. Permiten el aislamiento de tráfico, y los mecanismos de encaminamiento facilitan el proceso de localización de fallos en la red. Flexibilidad. Las redes interconectadas con router no están limitadas en su topología, siendo estas redes de mayor extensión y más complejas que las redes enlazadas con bridge. Soporte de Protocolos. Son dependientes de los protocolos utilizados, aprovechando de una forma eficiente la información de cabecera de los paquetes de red. Relación Precio / Eficiencia. El coste es superior al de otros dispositivos, en términos de precio de compra, pero no en términos de explotación y mantenimiento para redes de una complejidad mayor. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 27

29 Imagen 1.11 Dispositivo de red Router En la siguiente imagen muestra claramente la topología a desarrollar en el laboratorio de ingeniería en control y automatización y como se indica, este dispositivo de red será utilizado por sus diversas características y ventajas favorables para la implementación de la red. Imagen 1.12 Topología Estrella con PLC remotos 1.4 Escritorio remoto El escritorio remoto permite al usuario controlar y acceder al escritorio personal del usuario sobre un ordenador desde otro a distancia de forma remota por medio del escritorio gráfico, a través de una conexión de red. Al uso de esto se le llama también Acceso de Terminal Remoto. Los movimientos son transmitidos a la computadora remota, que lo procesará como si fueran eventos locales, y en un período de tiempo la imagen es transmitida a la computadora original para que el usuario pueda ver como se ejecutan las imágenes. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 28

30 Iniciar el software encargado de programar el PLC puede ser complicado al momento de tratarse de varias computadoras y disponer de pocos autómatas, esto es debido a que se tiene que desconectar y volverse a conectar a otro ordenador, para ahora situarse en otra estación de trabajo, por tal motivo se requiere de un escritorio remoto dónde ahora el usuario puede tener acceso desde otro ordenador a una sesión de Windows donde se encuentra instalado el software o aplicaciones que se necesiten para la programación, configuración y comunicación del PLC, el cual debe de estar conectado en la computadora que en este caso llamara el nombre de computadora remota. La red de computadoras del laboratorio de ingeniería en control y automatización puede contar también con Internet de tal forma que a través del escritorio remoto se puede conectar y tener acceso a otro ordenador dentro de la red o, a otra red situada en cualquier parte del mundo de la misma forma que sí se tratará de una estación de trabajo usual. Windows NT Server cuenta con esta función acerca de acceso remoto, pero sobretodo puntualiza el comando utilizado para está función los cuales son TELNET de TCP/IP. TELNET permite que un usuario desde un terminal acceda a los recursos y aplicaciones de otros computadores y una vez que la conexión queda satisfactoriamente establecida, actúa de intermediario entre ambas computadoras. Existen aplicaciones gratuitas y de código abierto en el cual permite el acceso remoto a través de un escritorio remoto de otra computadora en una red este es el Virtual Network Computing (VNC). Permitiendo controlar una computadora remota enviando eventos como las pulsaciones del teclado y los movimientos y clicks del ratón o como también el programa NetMeeting de Microsoft. En general, en la computadora remota, también debe estar instalado NetMeeting. El programa muestra una captura de imagen de la computadora remota cada un período determinado de tiempo de tal forma podemos visualizar los eventos que se están realizando y sobretodo tener el control de forma remota. 1.5 Redes de comunicación El objetivo primario del las Comunicaciones Industriales es la de transmitir la información entre circuitos y sistemas electrónicos utilizados para llevar a cabo tareas de control y gestión del ciclo de vida de los productos industriales. Existen funciones básicas en la comunicación de datos, las cuales son: Intercambio de datos. Como la transferencia de ficheros entre ordenadores, consulta de bases de datos en entidades financieras, envío de correo electrónico, etcétera. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 29

31 Compartir recursos. De modo que se rentabilice el empleo de determinados equipos o periféricos como impresoras y unidades de almacenamiento. En el ámbito industrial las aplicaciones son: Coordinar acciones y controlar la transferencia de componentes, a través del intercambio de datos entre las diferentes unidades (PLC's, PC's industriales) que controlan el proceso productivo. Monitorear y modificar estrategias de control desde el puesto de operación, que puede estar situado en la propia planta o en cualquier otro lugar mediante una conexión a través de redes de datos públicas o privadas. Una red de comunicación está integrada por tres elementos, los cuales son: Líneas de transmisión. Constituye el medio de transmisión, por el que se transportan los mensajes entre los elementos. Estaciones. Son cada elemento que esta conectado a la red de comunicación. Nodo. Son los encargados del conducir la información en cada bifurcación de la red hacia su destino final. Las redes se clasifican según ciertos criterios, como la imagen 1.13 lo demuestra. CRITERIO TIPO DE RED Propiedad Publicas Privadas Tipo de enlace Punto a punto Multipunto Técnica de Transmisión Simplex Dúplex Semidúplex Extensión geográfica WAN (Red de área extendida) LAN (Red de área local) MAN (Red de área metropolitana) Topología Bus Árbol Anillo Estrella Malla Imagen 1.13 Clasificación de redes Las tareas a realizar para la comunicación entre dos dispositivos a través de una red son: Localización del dispositivo con el que nos comunicaremos dentro de la red. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 30

32 Existencia de una aplicación que genere y/o reciba los datos a comunicar. Establecimiento de un formato y estructura de datos legibles por ambas aplicaciones finales (emisora y receptora). Establecimiento y mantenimiento de la conexión. Transferencia fiable de los datos: notificación de errores, y control de flujo de transmisión. El conjunto de tareas anteriores son muy complejas y requieren la cooperación entre emisor y receptor, dándonos como resultado la arquitectura de protocolos; su función es dividir las tareas a realizar en subtareas más sencillas, las cuales son implementadas por módulos independientes entre sí, cada una de las tareas es realizada según un protocolo. Esto nos da como resultado que un protocolo es un conjunto de reglas y acuerdos entre dos partes para proceder a una comunicación Comunicación entre PC y PLC Los fabricantes de PLC s por lo general suelen cambiar las series de los controladores y a su vez también tiene que modificarse actualizar o saltar a otro software de comunicación, un claro ejemplo es el cambio de series de los controladores lógicos programables siemens, de S5 por la serie S7, para hablar de la comunicación entre el PLC y la PC se necesita tener conocimiento básico tanto de medios de comunicación físicos como lo es uno de los tantos medios de comunicación que anteriormente se muestra en este capítulo con la información de comunicación serial, como también los programas que se requieren para establecer la comunicación correcta que obliga la función de programación y control. La imagen 1.14 muestra la comunicación entre una estación de trabajo y uno o dos PLC s. Imagen 1.14 Comunicación PLC-PC. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 31

33 Hoy en día la comunicación entre los PLC son de muchas formas, esto es debido a cada protocolo de comunicación que se genera para cada controlador lógico programable, cada empresa encargada de producir estos controladores buscan la comunicación más viable a su consideración, podemos hablar acerca de los controladores siemens con la familia S7 donde tienen un medio físico con una interface para la conversión de la señal a su conveniencia, a su vez también la familia de la empresa Allen Bradley maneja comunicación tanto serial como también Ethernet/IP creadas por ellos entre muchos más. Hoy en día muchos de los controladores lógicos programables utilizan una tarjeta de salida donde se encuentra una puerto para comunicación Ethernet lo que facilita en mayor medida la comunicación con un PC, pero no podemos dejara a un lado la comunicación serial (en la actualidad aun utilizada en el aspecto académico), esta dejo de ser utilizada en la mayoría de los procesos pero no pierde la importancia para la comunicación de PLC que aun contienen este tipo de tecnología. Si trabajamos con un Protocolo Serie (Profibus, Modbus, DeviceNet), el medio físico será un cable RS485 o RS232 o un cable propietario del fabricante. Como se expone en la imagen 1.15 donde se puede observar un ejemplo el cual indica la conexión entre el PC y PLC de la familia Micrologix 1000 con el cable 1761-CBL-PM02. Imagen 1.15 Cable de conexión serial Micrologix Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 32

34 Del mismo modo, el medio físico puede no existir. Existen PLC que incorporan una tarjeta que vía GPRS transmiten los datos a un PC en el que también se ha incorporado un dispositivo de lectura de estos datos. La comunicación de controladores lógico programables debe de ser establecida y sobretodo exitosa para complementar el uso correcto del mismo, de tal forma los medios que se necesitan para tener esta vinculación exitosa son programas que están establecidos para cada PLC, existen varios programas como lo puede ser RSlinx por parte de Allen Bradley. RSlinx es una herramienta de comunicación esencial cuando nos queremos comunicar con equipos o redes de Allen-Bradley. Cuando adquirimos un equipo, una CPU Micrologix 1200, por ejemplo, la primera pregunta que nos hacemos es cómo lo programaremos. Tenemos el cable de comunicación y el software de programación RSLogix 500. Pero para enlazarnos con la CPU con nuestra computadora, necesitamos una herramienta adicional. Esta herramienta es RSlinx (Imagen 1.16). Sin RSlinx, no podremos conectarnos a nuestro equipo. Una vez que hemos instalado este software, sólo nos resta programar el driver apropiado para establecer la comunicación con nuestra CPU, y, enseguida, podremos abrir nuestro editor de programas, como el RSLogix 500 y comenzamos a programar. Imagen 1.16 RSLinx. En este caso podemos dar una breve explicación del uso de este programa para la comunicación entre PLC y PC con un controlador lógico programable micrologix 1000 con una comunicación serial RS232, cabe mencionar que este ejemplo será muy utilizado dentro de este proyecto pues los PLC que se tienen en el laboratorio de Ingeniería en control y automatización son de comunicación serial por tal forma se menciona y se pretende dejar claro el tema de programación en el programa de RSlinx. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 33

35 1.5.2 Programación Para programar las comunicaciones se debe abrir el RSlinx ya que es el programa que gestiona las comunicaciones, después posicionar el puntero en el menú de communications donde aparecerá un menú desplegable, la imagen 1.17 muestra el menú. Communications - Configure Drivers Imagen 1.17 Configurar drivers. Dentro de Configure Drivers, seleccionar de la lista desplegable la opción RS- 232 DF1 (Imagen 1.18). Imagen 1.18 Driver RS-232 DF1 devices. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 34

36 Una vez seleccionado el Driver adecuado procederemos a pulsar Add New, aparecerá la siguiente ventana (Imagen 1.19) donde se seleccionará el nombre que va a aparecer tal cual en la ventana de RSwho. Al pulsar OK se entra en la ventana de programación del nuevo Driver que en este caso será la programación de comunicación RS-232. Imagen 1.19 Nombre del nuevo driver RS-232. Seleccionar el COM Port correcto donde se encuentre conectado el controlador lógico programable también vienen las configuraciones básicas que presenta una comunicación serial como lo es la velocidad de del PC, Device:SLC- CH0/Micro/PanelViewy Station Number:0. Teniendo el PLC conectado al PC pulsar Auto-Configure. Tras varios mensajes, cuando la programación sea completa, aparecerá el siguiente mensaje Auto Configuration Successful! Se muestra a continuación en la Imagen Imagen 1.20 configuración RS-232. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 35

37 Imagen 1.21 Ventana principal RSLinx. Así finalmente aparece dentro de la ventana RSwho el driver del controlador lógico programable micrologix 1000 SLC Para la comunicación de la familia micrologix como también varias series de controladores lógicos programables distintas Existen varias versiones de RSlinx, que entre las más conocidas están las versiones Lite y la Professional. Y aunque parece ser una ventana muy compleja, en realidad se puede familiarizar rápidamente con la ventana de RSlinx elite, La versión Lite, como su nombre lo indica, es la versión más sencilla de RSlinx, y la versión Gateway es la más completa. Cuál versión hemos de adquirir, dependerá de las necesidades que queramos cubrir. Si sólo queremos comunicarnos con una CPU cualquiera a través de un driver de RSlinx, bastará con obtener la versión Lite. Pero si necesitamos implementar la comunicación a través de una red Allen-Bradley para monitoreo de datos. Como se menciona, no solo tenemos en el laboratorio PLC s de la marca ALLEN BRADLEY, sino también tenemos equipos de la marca SIEMENS, los cuales y sobretodo nos vamos a enfocar nosotros son los equipos S7-200, estos controladores lógicos programable como es lógico, manejan otro tipo de software donde se programa, comunica y se controla, este PLC de SIEMENS también contiene la comunicación serial como único medio. Cuando queremos conectarnos a una CPU, ya sea para hacer una programación, una modificación, o simplemente rastrear una falla en una máquina, pensamos en qué software necesitamos para interpretar el programa que está cargado (o que vamos a cargar) en un equipo de control. Así que, para el caso de los PLC's Simatic, mostramos la siguiente relación entre la familia de CPU's y el software correspondiente para su programación: Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 36

38 Línea S5 (S5-90, S5-95, S5-100, S5-115, S5-135, S5-155) ---> Step 5 Logo! ---> Logo! Soft Línea S > Step 7 MicroWin Línea S7-300 y S > Step 7 Simatic Manager Por supuesto, la tecnología va en evolución y van surgiendo nuevas versiones de cada uno de estos programas. Al día de hoy, las versiones más actuales todas pueden correr bajo Windows XP como mejor opción. Es importante mantener actualizados nuestro software, ya que también evoluciona el hardware, y si nos conectamos a una CPU, es posible que nos marque error debido a que haya alguna tarjeta que no la reconozca debido a que es de los últimos lanzamientos de fábrica. Pero si tenemos actualizado nuestro software, el mismo reconocerá las tarjetas y la reconocerá sin marcarnos error alguno. En la imagen 1.22 muestra el programa que utiliza junto con la ventana de configuración de comunicación serial para la familia de PLC S S7-200 de siemens. Imagen 1.22 STEP 7-Micro/WIN 32 para S Existen otros programas para diferentes controladores lógicos programables de tal forma no solo en la industria o los mismos procesos están casados solamente con una empresa enfocada a el control y automatización, es decir no existe un monopolio en los PLC s, sino que varias empresas tienen sus propios controladores y a su vez sus programas. En el campo de la automatización y control son elementales los programas dedicados a las soluciones para las industrias pero sobretodo saber que este Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 37

39 software puede ayudarte a programar el controlador lógico programable como lo es el MELsoft Mitsubishi de MITSUBISHI ELECTRIC. Imagen 1.23 Software MELsoft. También puede ser la familia de los PLC FX de la marca Mitsubishi, el cual es el software Mitsubishi FX programmable logic controllers ED 2: applications and programming (Imagen 1.24) nos ayudara a fortalecer los conocimientos de las aplicaciones y programación. Imagen 1.24 programa PLC Mitsubishi. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 38

40 Schneider electric tiene su propia familia de controladores lógicos programables los cuales son Modicon Industrial PLC s De tal forma también necesitan su programa para el control programación y comunicación que exige un aprovechamiento correcto. Imagen 1.25 Schneider Electric. 1.6 Máquina virtual El concepto de máquina virtual surge con el sistema VM/370 de IBM en La idea principal es la de permitir ejecutar varios sistemas operativos simultáneamente sobre el mismo hardware. Para ello, separa las dos funciones básicas que realiza un sistema de tiempo compartido: multiprogramación y abstracción del hardware. El corazón del sistema es conocido como monitor de máquina virtual, y se ejecuta sobre el hardware proporcionando varias máquinas virtuales. Estas máquinas virtuales, son copias de la máquina física pero con recursos inferiores al de la máquina física. Por lo tanto cada una puede estar ejecutando cualquier sistema operativo. Desde hace ya un tiempo parece que las máquinas virtuales se han puesto de moda, no sólo para entornos de desarrollo o pruebas, sino también para entornos de producción. Se le llama máquina virtual, al programa que permite emular una computadora y en ella tiene la capacidad de poder ejecutar un sistema operativo parecido o diferente a la computadora física, Estas máquinas virtuales utilizan recursos físicos como CPU, memoria y disco duro del equipo físico donde corren, los cuales le permiten a la misma correr un sistema operativo pero sin duda de menor capacidad, esto es porque se encuentra dependiendo de una y cada una de las características de la máquina anfitrión, en este caso se le llama máquina anfitrión a la máquina física. Al mencionar que una máquina virtual es un programa que permite la implementación de software de una máquina física, Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 39

41 estamos diciendo que lo que conforma a esta máquina virtual es un conjunto de archivos los cuales, en su mayoría, se pueden manipular como si se tratara de cualquier otro archivo presente en algún sistema operativo. En la mayoría de los entornos de máquina virtual existen 2 archivos fundamentales de una máquina virtual: El archivo de programación El o los archivos de disco El contenido del archivo de programación presenta los parámetros y/o características propias de la máquina virtual como es la cantidad de procesadores, cantidad de memoria, que archivo de disco debe utilizar y de qué forma (IDE o SCSI) se lo debe presentar al sistema operativo que corre dentro de la misma al que llamamos sistema operativo huésped. En el o los archivos de disco contendrá los archivos del sistema operativo huésped, como también sus aplicaciones, programas y sobre todo los datos. Las máquinas virtuales pone a su disposición al sistema operativo huésped un set de hardware en particular que va a depender de los parámetros definidos en el archivo de programación y que va a requerir sus respectivos drivers o controladores los cuales son provistos generalmente por el fabricante de la máquina virtual o sistema operativo utilizado. 1.7 Puerto serial virtual Un puerto serial virtual es una emulación del puerto serial estándar. Este puerto es creado por el software que permiten puertos seriales adicionales en un sistema operativo sin la instalación de hardware adicional. Diferente a un puerto serial común, el puerto serial virtual puede ser asignado cualquier número disponible de puerto (COM255, VSP33, etc.). Es posible crear el número ilimitado de puertos seriales virtuales en su PC. La única limitación es el funcionamiento de computadora, pues puede requerir una cantidad considerable de recursos para emular una gran cantidad de puertos seriales. Los puertos seriales virtuales emulan toda la funcionalidad del hardware del puerto serial, incluyendo Velocidad, Bits de datos, bit de paridad, bit de paro, etc. Permiten además el controlar los datos de flujo, como también emular de todas las líneas de señales (DTR/DSR/CTS/RTS/DCD/RI) Ventajas de puertos seriales virtuales La emulación del puerto serial es útil especialmente cuando hay una carencia de puertos seriales físicos disponibles. La comunicación entre el software y/o los dispositivos que requerirían de otra manera conexiones físicas adicionales, puede ser beneficiada usando un emulador portuario virtual de COM. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 40

42 Los puertos seriales virtuales dejan enviar o recibir datos sobre un puerto del TCP/IP usando cualquier programa serial de la comunicación. Esta facilidad permite el crear de una arquitectura hecha y derecha del servidor de cliente que proporcione conexiones múltiples y los datos que comparten posibilidades entre diversos usos. Los puertos seriales virtuales están disponibles como productos comerciales y software libre. Una vez que ya hemos descrito cada uno de los conceptos, procederemos con el planteamiento del presente trabajo, en donde se comentará el que y como de todo el proyecto. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 41

43 CAPÍTULO 2 PLANTEAMIENTO Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 42

44 2.1 Situación actual El área de la tecnología que se refiere a comunicación entre dispositivos-plcservidores se ha desarrollado en gran medida y por varias vertientes ya que las grandes empresas de la automatización han hecho desarrollos por su cuenta hasta el punto de crear incluso protocolos propietarios. Imagen 2.1 Sistemas de comunicación Rockwell Imagen 2.2 Sistemas de comunicación Siemens Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 43

45 Para una empresa de gran tamaño es relativamente fácil moverse de acuerdo a la tendencia tecnológica ya que obtiene muchos beneficios si lo hace de esta manera debido a su tamaño. Sin embargo no es tan fácil para una pequeña o mediana empresa, considerando que esta muchas veces no tiene el capital para invertir y si lo tiene, los beneficios que obtendría moviéndose con la tecnología no son tan amplios. Es por eso que algunas pequeñas empresas se ven limitadas a trabajar con los equipos que instalaron hace algún tiempo cuando pudieron costear la tecnología. Las comunicaciones es un área que se ha desarrollado bastante en los últimos años por lo que esta tecnología actual no es un beneficio del que puedan gozar las pequeñas empresas, para las compañías de gran tamaño que debido a sus aplicaciones adquieren nueva tecnología, por ejemplo PLC s modulares, es más fácil establecer sistemas de comunicación entre dispositivos y poder administrarla a su conveniencia. Imagen 2.3 PLC modular con comunicación Ethernet La comunicación serial fue una de los primeros tipos de comunicación que aparecieron a nivel industrial y aunque se ha avanzado mucho en el área de comunicaciones esta no fue desplazada tan fácilmente. Por ello muchos de los PLC con que cuentan las pequeñas empresas tienen la capacidad de comunicarse por puerto serial. La necesidad de que la información llegue a diversas áreas en una empresa es otro de los factores que se consideraron, sobre todo por la gran importancia que representa un sistema de control en la industria manufacturera, las Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 44

46 pequeñas y medianas empresas necesitan un sistema que les permita tener la información siempre disponible y al alcance de las áreas necesarias y que además sea costeable. Propuesta El presente trabajo tiene por objeto el diseño y desarrollo de una red que permita la comunicación, programación y monitoreo de PLC s de manera remota, es decir, crear una red con características tales que cualquier computadora que esté en ella pueda tener acceso a la comunicación con el PLC. Con este desarrollo se pretende demostrar que se puede dar una solución de bajo costo y fácil de implementar para aquellas empresas que requieran de una red de comunicación entre dispositivos para tener fácil acceso a la información. La red antes mencionada se requiere para ofrecer una opción de comunicación entre controladores lógicos programables y las personas interesadas en saber a cada momento el funcionamiento de estos controladores, esta opción se espera sobre todo que sea funcional, fácil de implementar y de bajo costo ya que se parte del planteamiento de que esta necesidad de acceso a la información de campo la tienen todas las empresas pero que no necesariamente todas ellas pueden pagar por la tecnología que existe en el mercado hoy en día. La primera fase es el desarrollo de una red de área local en la que se encuentren conectadas las PC s que necesiten estar en comunicación con el PLC para realizar las prácticas en el laboratorio de control. Los dispositivos de red que se pueden utilizar son hubs, routers y switches, cualquiera de estos son elementales para crear la red de área local, ya que sin él sólo puede haber comunicación punto a punto, es decir, entre dos computadoras. Como segunda fase del proyecto, se pretende realizar la conexión y comunicación entre la computadora y un PLC, esto implica la correcta programación de los drivers del PLC, CPU y entradas y salidas, y lograr programarlo, así como monitorear los estados de las entradas y salidas cuando se encuentre en línea. La tercera fase será la de establecer la comunicación del PLC entre cualquier computadora que se encuentre dentro de la red. Por medio del uso de un hub, router o switch, en este caso el PLC será un dispositivo disponible en la red que puede ser comunicado por Ethernet, formando así parte de la red. Así llegamos a la última fase, en la cual, al tener la red lista, se podrán compartir los recursos de forma remota es decir se controlara el escritorio del usuario a distancia para poder acceder y manipular el escritorio de otro ordenador. El termino de la realización de esta fase se pretende lograr el monitoreo de los estados de las entradas y salidas en un PLC desde cualquier Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 45

47 computadora conectada a la red sin necesidad de tener una conexión física entre ésta y el PLC. 2.2 Recursos necesarios para el desarrollo de la propuesta Para que se logré de manera optima el objetivo planteado para este proyecto se necesita realizar una red de área local (LAN) con computadoras que soporten y cuenten con el sistema operativo Windows XP por medio de un switch, que es un dispositivo de red que permite integrar a una LAN un número considerable de dispositivos, ya sean PLC s o computadoras. Los PLC s que cuentan con comunicación Ethernet son los más adecuados para formar parte de una LAN y así comunicarse con cualquier computadora en la red, esta comunicación puede ser incluso entre un PLC y más de una computadora a la vez, lo que permitiría potenciar el aprendizaje de los alumnos en cuanto a la programación de PLC s debido a que el profesor puede dar la clase de manera mucho más explicativa e interactiva. Por último se necesita de un software que permita compartir el escritorio de una computadora con cualquier otra computadora que forme parte de la red, se debe tener la opción de elegir la o las computadoras con quienes compartir. 2.3 Recursos disponibles Los recursos que tenemos disponibles para el desarrollo de la propuesta no son necesariamente los que ofrecerían el mejor desempeño para este desarrollo, sin embargo no es una limitante ya que podemos adecuarlos a nuestras necesidades. Contamos con dos controladores lógicos programables que cuentan con comunicación serial. PLC Micrologix 1000 Con comunicación serial RS-232. PLC Siemens S7-200 Con comunicación serial RS-485. Para la red de área local contamos con un dispositivo de red. Router de la marca USRobotics. Periféricos. Dos dispositivos convertidores de USB a serial de la marca BELKIN y cable UTP de diferentes longitudes. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 46

48 2.4 Alcances Una vez establecida la red pretendemos comprobar la factibilidad de esta instalación en la industria para poder programar y monitorear PLC s desde cualquier computadora que se encuentre en la misma red que los controladores. Sin embargo los alcances que se pueden establecer en un futuro para este proyecto abarcan también el establecimiento de la red de manera inalámbrica debido a que existen dispositivos de red que permiten establecerla, entonces se puede hablar de tener acceso a los PLC s sin limitaciones de movilidad, es decir, en una planta de producción podríamos cambiar de ubicación geográfica pero si contamos con una laptop podremos monitorear la información todo el tiempo, siempre que exista cobertura de la red inalámbrica. Control y monitoreo de HMI s desde cualquier ubicación a través del escritorio remoto, con ello podemos pensar en que los gerentes de operaciones podrán tener acceso desde sus computadoras al proceso, los problemas que existen en cada momento y el avance de la producción. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 47

49 CAPÍTULO 3 DESARROLLO DEL PROYECTO Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 48

50 3.1 Procedimiento 1 - La máquina virtual Muchos del software de control, programación, y comunicación de un PLC requieren un sistema operativo en particular, lo cual nos lleva a utilizar pero sobre todo elegir el mejor programa, Oracle VirtualBox presenta características para ayudar a lograr el objetivo en el cual está enfocado este proyecto Objetivo Conocer, ejecutar y administrar una máquina virtual para el manejo de software que requieren o están enfocados en un sistema operativo en particular, como lo son los programas de comunicación programación y control de PLC s Step7 Microwin y RSlogix Rslinx para el SO (Sistema operativo) Windows XP profesional. Conocer acerca del programa de puerto serial virtual Advanced virtual COM port en el SO Windows XP profesional Hardware a utilizar Una computadora Software a utilizar Existen varias versiones de un programa o hasta diferentes programas para poder emular una máquina, en este caso en la imagen 3.1 se muestra la versión y fabricante de la interfaz grafica de usuario a utilizar. Software Virtual box Fabricante ORACLE VM Imagen 3.1 Acerca de VirtualBox. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 49

51 Paso 1. Acerca de VirtualBox Debido a que los software de programación de siemens Microwin Step 7 y RS Logix y RS Linx de Allen Bradley que se tiene en el laboratorio de pesados se requiere un sistema operativo Windows XP profesional por tal forma se opto por instalar una máquina virtual en las computadoras donde se practico este proyecto, esto es debido a que los sistemas operativos eran diferentes a Windows XP profesional. El uso de las máquinas virtuales es muy útil cuando no se cuenta con el sistema operativo adecuado y necesario. La máquina virtual que utilizamos es VirtualBox de ORACLE VM versión Paso 2. Instalación Como bien sabemos la máquina virtual emula un sistema operativo y puede ejecutar programas como si fuese una máquina real, pero como todo programa necesita una instalación y sobretodo un asistente de instalación, esto puede resultarnos familiar, pues la mayoría de nosotros hemos instalado algún software con algún asistente de instalación y programación, pues ahora este programa de máquina virtual no es la excepción, así que solo es necesario localizar el ejecutable y seguir los paso para una instalación exitosa, ya con conocimientos avanzados en este tema, se puede personalizar la programación, como lo puede ser que características se puede instalar o no. Abrir el archivo ejecutable en la carpeta donde se iniciara un asistente de instalación parecido a la siguiente Imagen. Imagen 3.2 Asistente de instalación Una vez terminado el asistente de configuración se abrirá una ventana donde indica que fue satisfactoriamente correcta. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 50

52 Paso 3. Características necesarias La máquina virtual tendrá como objetivo emular el sistema operativo Windows XP profesional, de tal forma se requiere instalar el sistema operativo mencionado, las características que debe tener la máquina física como mínima son muy esencial, esto es debido a que la máquina huésped (máquina virtual) tendrá procesos independientes y por lo tanto tendrá como efecto una considerable ralentización del sistema anfitrión si no se cumple con lo necesario. A continuación se muestra las características mínimas -Memoria RAM 2Gb o superior -Procesador Pentium 4 o superior -Disco duro de 120 Gb. o superior -Tarjeta de red Ethernet -Un puerto USB (en caso de no tener puerto serial RS-232) -Tarjeta de video 64MB o superior Tener en cuenta que las especificaciones de la máquina anfitrión son superiores a las antes mencionadas para tener un funcionamiento adecuado de la máquina huésped. Con lo antes mencionado la computadora huésped puede sin ningún problema puede tener los valores de sistema y características siguientes mostradas en la imagen 3.3. Imagen 3.3 Caracteristicas generales de la máquina virtual Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 51

53 Paso 4. Programas que requieren ser instalados En la máquina virtual de Oracle se instalaron los programas necesario para el desarrollo de este proyecto, cada uno de estos software son parte esencial para el desarrollo de una red de área local, donde se tendrá que programar, controlar y programar un PLC que contiene como comunicación solo el puerto serial, a continuación se muestran los software que se instalaron en la máquina virtual como a su vez también se exhiben las ventanas de acerca de donde se publican las características, como también sus versiones y nombre de la empresa que tiene los derechos. Para la programación comunicación y programación de un PLC siemens como lo es la familia de los controladores logicos programables compactos S7-200 se utiliza el programa Administrador simatic Step 7, a continuación se muestra la ventana donde expone la versión y revisión o publicación. Imagen 3.4 STEP 7 Siemens. En el laboratorio de Ingeniería en control y automatización se encuentran también PLC s compactos de diferente marca, estos son los controladores lógicos programables compactos Micrologix Estos tienen su programa de comunicación independiente al de control y programación. El software que se utiliza para la configuración de comunicación a un CPU es el RSLinx. Este programa es elemental para nuestro proyecto, es por esto que se agrega la siguiente imagen donde muestra la versión del programa empresa y nombre del software, como a su vez también encuentra el programa encargado de la programación y control del PLC, este es para el controlador lógico programable Micrologix 1000 el software RSLogix 500, se muestran en las siguientes ventanas. Imagen 3.5 RSlinx. Imagen 3.6 RSLogix. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 52

54 Paso 5. Elegir, instalar y programar software para virtualizar puerto serial Tenemos entendido que este proyecto es desarrollar una red de area local que dentro de ella se encuentre el control, programación y comunicación de PLC con puerto serial, por lo tanto se presento una limitante que era el no poder enviar en la red LAN (Local Area Network) una señal serial como lo es en este caso la señal RS-232, sin embargo se dio a la tarea de investigar y encontrar softwares que nos ayudara a resolver en cierta parte o totalmente esta limitante. Este sotware ayuda a crear un puerto serial cliente y un puerto serial compartido donde se comunican a travez de una red de area local, se maneja el numero de IP como tambien el numero de COM que se va a acceder o en su defecto a compartir, bien sabemos que existen varios programas que nos auxilian a solucionar la limitante, pero desde nuestro punto de vista, consideramos el software Advance Virtual COM Port como la mejor opción para este proyecto, esto es debido a su facil entendimiento y sobretodo a un envolvimiento al programa muy aceptable, ahora bien este programa tiene como opción el compartir, acceder o crear puertos o en su defecto tambien crear un par de puertos conectados internamente en la computadora donde se encuentre instalado, es importante mencionar que tanto la computadora que quiere compartir el puerto como a su ves la computadora que desee acceder al puerto remoto tengan instalados y corriendo satisfactoriamente el programa Advanced Virtual COM Port. A continuación se muestra la ventana de acerca de por parte de este programa de puerto serial virtual. Imagen 3.7 Acerca de Virtual COM Teniendo el programa VirtualBox correctamente instalado procedemos a instalar cada uno de los programas antes mencionados los cuales son los software de programación de siemens Microwin Step 7 y RS Logix y RS Linx de Allen Bradley, el programa de comunicación serial virtual advance virtual COM port, esto claro está teniendo una base de sistema operativo Windows XP profesional. Paso 6. Programación de red en interfaz grafica de usuario VirtualBox Teniendo los software ya instalados procederemos a programar la red de área local (LAN) para tener comunicación entre la máquina virtual y la máquina Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 53

55 anfitrión. La imagen 3.8 muestra el icono de red que se encuentra en la ventana principal de configuración. Imagen 3.8 Icono de Red La máquina virtual contiene la opción de establecer un puente de conexión (virtual) entre la máquina anfitrión y la máquina huésped, en la parte de configuraciones dar clic en Redes donde tendrá la opción de crear puente justo debajo de esta opción se encuentra un menú desplegable para elegir opciones de tarjeta de red que se tengan disponibles dentro de la computadora anfitrión, elegir la tarjeta de conexión Ethernet y dar clic en aceptar. De esta forma habrá una conexión interna entre los 2 sistemas operativos. Las siguientes imágenes lo demuestran claramente. Habilitar Imagen 3.9 Ventana de configuración red máquina virtual Seleccionar Imagen 3.10 Habilitación de adaptador puente máquina virtual Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 54

56 Para no tener problemas dentro de la red LAN es necesario que cada máquina tenga un número diferente en el último byte de la IP. Paso 7. Configuración de dispositivos USB La máquina virtual contiene la opción de dar de alta los dispositivos USB s de tal forma al momento de iniciar la máquina huésped los dispositivos USB mencionados con anterioridad dejan de funcionar en la máquina anfitrión para empezar a funcionar y mantenerse trabajando en la máquina huésped y pueden regresar a la máquina anfitrión hasta que se apague en su totalidad la máquina anidada. El procedimiento es sencillo y se explica a continuación: Conectar el dispositivo USB a la computadora en cualquier puerto disponible y esperar hasta que sea reconocida en su totalidad. Dentro de la página principal de la máquina virtual se encuentra la opción de programación para la máquina huésped seleccionada. Dar clic y elegir la opción USB. Como lo indica la imagen Imagen 3.11 Menú de características, USB La ventana muestra varias opciones donde se encuentra la opción de agregar un dispositivo USB con símbolo de mas (+) dar clic y elegir el dispositivo que se quiere dar de alta (tener en cuenta que cada dispositivo USB tiene que seguir este mismo procedimiento) la máquina virtual o huésped detectara el dispositivo conectado, el tipo de dispositivo y numero de serie del mismo. En la imagen 3.12 se puede observar con mayor detalle. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 55

57 Imagen 3.12 configuración y alta de dispositivos USB 3.2 Procedimiento 2 - Establecer red Formar una red es parte esencial de este proyecto para el envío de información que se requiera, por lo cual se desea crear una red de área local donde se pueda desarrollar la mayoría de las actividades de este proyecto Objetivo Implementar una red la cual ayude a la comunicación de un PLC de forma remota con solo comunicación serial utilizando un software para compartir puerto serial Hardware utilizado Router Cable UTP Dispositivos finales de red (computadoras) Convertidor serial a USB Software utilizado Máquina virtual VirtualBox Paso 1. Crear una LAN Una vez que tenemos la máquina virtual instalada, procedemos a programar la red. Dicha red nos servirá para poder lograr la comunicación entre el PLC y las computadoras. Necesitaremos de dispositivos que nos ayudarán a poder realizar dicha red. Los cuales se muestran en la imagen 3.13 y Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 56

58 Imagen 3.13 Router US Robotics Imagen 3.14 Cable UTP Como sabemos necesitaremos de un switch o router, un puerto serial a USB y cables UTP (cable de Ethernet). Lo primero será conectar el router a la energía y posteriormente enlazar por medio del cable UTP a los dispositivos que estarán en la red (computadoras). Es primordial mencionar que es de suma importancia deshabilitar la red inalámbrica en caso de tenerla, ya que la red puede entrar en conflicto. La imagen siguiente lo muestra detalladamente. Imagen 3.15 Diagrama de conexión Sabemos que hoy en día también tenemos la posibilidad de conectarnos de forma inalámbrica así que también consideramos la posibilidad de establecer una red con este tipo de características y desarrollando el mismo procedimiento con los programas necesarios para la realización del proyecto. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 57

59 Imagen 3.16 Diagrama de conexión con posibilidad inalámbrica Sin embargo existe la posibilidad de realizar una red de área local con la ayuda de computadoras portátiles considerando los dispositivos necesarios para los puertos seriales, esto es debido a que en la actualidad las computadoras portátiles no poseen los puertos COM a diferencia de las computadoras de escritorio por tal forma se utilizara un convertidor de señal USB-COM que más adelante será explicado con detalle. La imagen 3.17 lo muestra de forma básica. Imagen 3.17 Diagrama de conexión con computadoras portátiles Paso 2. Asignar numero IP (Internet Protocol) en Windows Vista El implantar el numero IP es importante ya que es la identificación de cada dispositivo que se encuentre participando activamente en la red su por tal Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 58

60 motivo se muestra el método de asignación del numero de Protocolo de Internet (IP). Dar clic en redes desde el menú principal entrar a centro de redes y por ultimo en administrador de conexión de redes (VISTA) en XP nos evitamos de entrar a el centro de redes enseguida de entrar a redes esta la opción de administrador de conexión de redes. Como en la siguiente imagen Imagen 3.18 Administrador de conexiones de red Elegir el driver y tarjeta de red Ethernet dando clic izquierdo para entrar a propiedades (imagen 3.19). Dentro de las listas de objetos que usa la conexión Ethernet. Imagen 3.19 Propiedades de Conexión de área local Se visualiza la opción Internet Protocol versión 4 (TCP/IPv4) elegir esta opción y dar clic en propiedades. Se abre una ventana donde muestra que el mismo ordenador puede elegir una IP automáticamente o puede ser establecida manualmente. Elegir la opción de usar la siguiente dirección de IP ingresar la IP y submascara de red deseada para la comunicación de la computadora dentro de la red de área local. De esta forma se asigna una IP diferente a cada ordenador que este participando en la Red LAN. En la imagen 3.20 se muestran las dos ventanas explicadas anteriormente. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 59

61 Imagen 3.20 Asignación de IP en máquina Windows Vista Paso 3. Asignación de IP en Windows XP profesional Procedemos a programar la IP de las computadoras en sistema operativo Windows XP o que se encuentren como máquinas huésped dentro de una máquina virtual que están participando en la red. Damos clic en Inicio>Panel de control>conexiones de red y damos clic derecho en Conexión de área local y luego en Propiedades (Imagen 3.21). Imagen 3.21 Conexión de área local A continuación nos abrirá una ventana como en la imagen siguiente y buscaremos la opción Protocolo Internet (TCP/IP) y damos en Propiedades, damos la opción de Usar la siguiente dirección IP y en Dirección IP ponemos: X, damos clic en Máscara de subred y aparecerá en automático: La imagen 3.22 lo expone claramente. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 60

62 Imagen 3.22 Protocolo Internet Imagen 3.23 Establecer IP en Windows XP Profesional Damos clic en Aceptar y de nuevo en Aceptar. Hay que hacer el mismo procedimiento para cada computadora que vaya a estar en la red, sólo teniendo en cuenta que no se puede duplicar la misma Dirección IP, es por eso que tan sólo debemos cambiar la última cifra en el cuarto espacio de la Dirección IP. Es recomendable seguir consecutivos para no entrar en conflictos posteriores. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 61

63 Paso 4. Verificar conexión Para certificar que existe una conexión entre dos dispositivos que se encuentran participando en la red, es necesario saber los números de IP que están en la red como también verificar la conexión de los dispositivos en la red. Estos comandos son ipconfig y ping estas funciones basadas en texto son opciones que son de mucha ayuda en la configuración de la red y por consecuente la asignación correcta de numero IP. Imagen 3.24 Símbolo del sistema Para saber el número de IP que posee el dispositivo final de red (en este caso una computadora) utilizamos un comando en el símbolo del sistema llamado ipconfig donde nos desplegara la información de numero de IP submascara de red y puerta de enlace predeterminada, en la imagen siguiente puede expresarse con más detalle. Imagen 3.25 Línea de comando ipconfig Sabiendo nuestra ip podemos utilizar la línea de comando ping poniendo enseguida del comando ping la dirección IP de la máquina donde se enviaran los paquetes y se comprobara la conexión, por ejemplo ping donde enviaremos un paquete a dicha dirección nos ayudara a comprobar que está Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 62

64 encendida y en red. Además, informa del tiempo que tarda en contestar la máquina destino, lo que nos puede dar una idea de lo congestionada que esté la red. Si aparece "Paquetes: Enviados =4, Recibidos =4, Perdidos =0 (0% perdido)", la conexión es buena y la señal ha llegado al enrutador correctamente. Si aparece "Paquetes: Enviados =4, Recibidos =0, Perdidos =4 (100% perdido)" la conexión no es buena, y no ha llegado señal al enrutador. Verifica la conexión física entre tu computadora y el enrutador. Verifica las configuraciones del enrutador. Imagen 3.26 Comando ping 3.3 Procedimiento 3 - Comunicación del PLC con la PC Ahora procederemos a comunicarnos de una PC a dos PLC's, en una conexión punto a punto para cada PLC como se muestra en la siguiente imagen. Imagen 3.27 PC conectada con el S7-200 y el ML Objetivo Lograr la comunicación entre el PLC S7-200 y Micrologix 1000 con la PC, haciendo uso de los conocimientos previos de las prácticas anteriores Hardware utilizado Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 63

65 PC (con máquina virtual instalada) PLC S7-200 PLC Micrologix 1000 Cable PC-PPI Cable serial 2 convertidores de RS-232 a USB Cable para conexión de energía eléctrica Software utilizado STEP 7-Micro/WIN 32 RSLogix Conceptos previos Antes de comenzar con la conexión del PLC con la PC, necesitamos encender la PC con la máquina virtual como se establece en la Práctica No. 1 Paso 1. Configuración del convertidor RS-232 a USB Una vez que tenemos la máquina virtual encendida en nuestra computadora comenzaremos instalar el convertidor de RS-232 a USB. Primero conectamos el primer convertidor a la computadora por medio del USB y posteriormente ponemos el disco de instalación del convertidor en la unidad de CD/DVD. En automático se abrirá el ejecutable y se instalará el software, el propio sistema le dará un COM al convertidor, el cual será el COM3. (Puede variar) A continuación conectamos el segundo el segundo convertidor y ejecutamos el programa desde la unidad de CD/DVD y el mismo sistema le dará otro COM a éste nuevo convertidor. Paso 2. Comprobación de conexión del convertidor RS-232 a USB Para comprobar que de verdad se hayan instalado los convertidores, nos vamos a INICIO y damos click derecho en Mi PC y después en Propiedades. La imagen 3.28 muestra donde se encuentra la opción propiedades de Mi PC. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 64

66 Imagen 3.28 Elección de propiedades en Mi PC Una vez ahí nos vamos a la pestaña de Hardware y damos click en Administrador de dispositivos. (Imagen 3.29) Imagen 3.29 Administrador de dispositivos Nos abrirá otra ventana en la cual daremos click en el signo + de Puertos (COM & LPT) y veremos si existe un COM3 con el nombre de Belkin Serial On USB Port. Si existe tal puerto, hemos hecho bien la conexión del convertidor de RS-232 a USB. La imagen 3.30 lo demuestra claramente. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 65

67 Imagen 3.30 Verificar puerto COM Paso 3. Conexión del PLC S7-200 Primero haremos la conexión física, conectaremos el módulo del PLC a la corriente, verificando que el switch esté en la posición OFF. Después conectamos desde la fuente integrada dentro del módulo al PLC. Esto lo haremos por medio de cables de conexión eléctrica usando los bornes ya puestos en el módulo, en la imagen 3.31 puede visualizarse la conexión. Imagen 3.31 Conexión del módulo del PLC a la energía eléctrica Ahora ocuparemos el PC-PPI, el cual lo conectaremos al puerto serial del PLC y en el otro extremo al convertidor de RS-232 a USB. Conectaremos el otro extremo del convertidor de RS-232 a USB a la PC. Paso 4. Configuración del STEP 7-Micro/WIN 32 Ahora procederemos a realizar la conexión con el PLC a través del convertidor de RS-232 a USB. Damos click en el ícono del STEP 7-Micro/WIN 32 y nos abrirá la siguiente ventana. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 66

68 Imagen 3.32 STEP 7-Micro/WIN 32 En la columna lateral de la izquierda damos click sobre el ícono de Comunicación. (Imagen 3.33) Imagen 3.33 Ícono de Comunicaciones del STEP 7-Micro/WIN 32 Nos abrirá una nueva ventana como la que se muestra en la imagen 3.34 en donde daremos doble click sobre las dos flechas de color azul. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 67

69 Imagen 3.34 Ventana para configurar la comunicación El programa comenzará a buscar en los puertos el PLC y cuando termine nos mostrará la siguiente pantalla y le damos en el ícono de cerrar. Imagen 3.35 Lista la conexión con el PLC Paso 5. Conexión del Micrologix 1000 Antes que nada, necesitamos conectar el PLC al segundo convertidor de RS- 232 a USB por medio del cable de conexión. A continuación abrimos el RSLogix 500 y nos aparecerá la siguiente pantalla. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 68

70 Imagen 3.36 Imagen del RSLogix 500 A continuación abrimos RSLinx Gateway y damos click en Configure drivers. La imagen 3.37 muestra claramente el icono donde se da selección con el puntero. Imagen 3.37 Comenzar configuración de comunicación Nos abrirá otra ventana como la que se muestra a continuación donde tenemos que añadir un nuevo driver y elegimos el RS-232 DF1 devices. Imagen 3.38 Seleccionar driver Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 69

71 Ya que lo tenemos seleccionado damos click en Add New, como se muestra en la siguiente Imagen. Imagen 3.39 Añadir driver RS-232 Aparecerá otra pantalla como la imagen 3.40 donde podemos cambiarle el nombre y le damos click en OK. Imagen 3.40 Cambiar nombre al driver Aparecerá la siguiente pantalla y le damos en Auto-Configure y en automático detectará el PLC Micrologix 1000 que tenemos conectado en el segundo convertidor, después de unos momentos aparecerá la leyenda Auto Configuration Successful! Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 70

72 Imagen 3.41 Detectar parámetros del puerto Ahora nos regresamos al RSLogix 500 y le damos click en Comms y después en System Comms Imagen 3.42 Detectar PLC en RSLogix 500 En la siguiente pantalla aparecerá el ícono del Micrologix 1000 y esto nos dice que tenemos el PLC en línea. Imagen 3.43 Visualización del PLC Micrologix 1000 Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 71

73 3.4 Procedimiento 4 - Comunicación del PLC con una PC remota En este procedimiento configuraremos el software para poder conectarnos de forma remota, como se muestra en la siguiente imagen. Imagen 3.44 Control de PLC s de manera remota Objetivo Realizar la comunicación desde una PC que no esté conectada directamente con el PLC por medio de una conexión remota Hardware utilizado Dos PC (con máquina virtual instalada) PLC S7-200 Router Cable PC-PPI Convertidor de RS-232 a USB Cable UTP Cable para conexión de energía eléctrica Software utilizado STEP 7-Micro/WIN 32 RSLogix 500 Advanced Virtual COM Port Conocimientos previos Antes de comenzar con la conexión del PLC con la PC, necesitamos encender la PC con la máquina virtual como se establece en la Práctica No. 1, la red de Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 72

74 área local como se describe en la Práctica No. 2 y la conexión del PLC con la PC de la Práctica No.3. Paso 1. Instalación del Advanced Virtual COM Port Una vez que tenemos la máquina virtual encendida en nuestra computadora y haber completado la red de área local junto la conexión del PLC con la PC, comenzaremos a realizar la comunicación de forma remota. Comenzamos por instalaremos el Advanced Virtual COM Port de, dando en el ejecutable, la instalación se hará en automático, debemos hacer esto desde la o las computadoras que tengamos en red. Para ésta práctica sólo usaremos una segunda computadora. Paso 2. Configuración para compartir el puerto serial Una vez que tengamos instalado el Advanced Virtual COM Port lo abriremos y en Shared ports damos click en Add (Imagen 3.45) y nos abrirá otra ventana, esto se hace desde la computadora donde tenemos conectado el convertidor RS-232 a USB y por consecuencia el S Imagen 3.45 Elegir Shared ports En ésta nueva pantalla elegimos el COM que nos dio por default el sistema, en este caso es el COM3. Imagen 3.46 Elección del puerto COM Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 73

75 Tenemos que también ejecutar el Advanced Virtual COM Port desde la otra computadora que tenemos en red, pero ahora en Client ports (Imagen 3.47) y daremos click en Add y nos abrirá otra ventana. Imagen 3.47 Elegir Client ports En ésta nueva pantalla escribiremos la IP de la computadora que tiene conectado el PLC. Imagen 3.48 Escribir IP para comunicaciones Una vez hecho lo anterior ya se puede realizar la conexión de manera remota, para comprobar la comunicación, realizamos el desarrollo de la Práctica No. 3 a partir del punto número Procedimiento 5 - Escritorio remoto Ahora se explicará como se pueden conectar los dispositivos de manera remota por medio de otro software (escritorio remoto), haciendo con éste más amplio el sistema, pero menos robusto. Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 74

76 3.5.1 Objetivo Realizar la comunicación utilizando una aplicación de escritorio remoto del PLC con una PC Hardware utilizado PC (con máquina virtual instalada) PLC S7-200 Router Cable PC-PPI Convertidor de RS-232 a USB Cable UTP Cable para conexión de energía eléctrica Software utilizado STEP 7-Micro/WIN 32 NetMeeting de Microsoft Conocimientos previos Antes de comenzar con la conexión del PLC con la PC, necesitamos encender la PC con la máquina virtual como se establece en la Práctica No. 1, la red de área local como se describe en la Práctica No. 2 y la conexión del PLC con la PC de la Práctica No.3. Paso 1. Ejecución del NetMeeting Una vez que tenemos la máquina virtual encendida en nuestra computadora y haber completado la red de área local junto la conexión del PLC con la PC, comenzaremos a realizar la comunicación por medio del escritorio remoto. Procederemos a instalar el NetMeeting, el cual viene alojado dentro del propio sistema operativo del Windows XP Professional. Nos vamos a INICIO y damos click en Mi PC. (Imagen 3.49) Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 75

77 Imagen 3.49 Elegir Mi PC Después damos click en el disco duro de la computadora, por lo regular es la Unidad C. la imagen 3.50 muestra la selección de Unidad C. Imagen 3.50 Elegir unidad de disco duro A continuación nos vamos a Archivos de programa y seleccionamos como en la siguiente imagen. Imagen 3.51 Elegir archivos de programa Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 76

78 Luego damos click en NetMeeting (Imagen 3.52). Imagen 3.52 Elegir carpeta NetMeeting Nos aparecerán varios archivos y damos click en el que dice conf x (Imagen 3.53), esto nos abrirá un asistente para configurar el NetMeeting. Como se muestra en la imagen 3.54 Imagen 3.53 Ícono para comenzar configuración de NetMeeting Paso 2. Configuración del NetMeeting A continuación explicaremos los pasos para configurarlo. Damos click en siguiente. Imagen 3.54 Comienzo de la configuración Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 77

79 Nos aparecen unos recuadros que tenemos que llenar con nuestro nombre, apellidos y correo electrónico como lo muestra la imagen siguiente. Imagen 3.55 Datos personales Nos pide en la siguiente imagen si queremos que nuestro nombre aparezca para todos los de la red, le decimos que sí. Imagen 3.56 Visibilidad de nombre Nos pregunta la velocidad de conexión, le damos en Red de área local. (Imagen 3.57). Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 78

80 Imagen 3.57 Velocidad de red Lo que sigue es opcional, crear dos accesos directos (Imagen 3.58). Imagen 3.58 Creación de accesos directos A continuación en la siguiente imagen nos dice que realizará unas pruebas de sonido y damos en siguiente. Imagen 3.59 Aviso de comienzo de pruebas de sonido Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 79

81 Nos aparece una barra de volumen, la cual ajustamos a nuestra preferencia. Imagen 3.60 Prueba de volumen de altavoces Ahora nos aparece una barra para la configuración del micrófono, la cual también ajustamos a nuestra preferencia, como se muestra en la ventana que esta en la imagen Imagen 3.61 Prueba de volumen de altavoces Una vez hecho lo anterior damos en Finalizar, terminando la configuración del NetMeeting. (Imagen 3.62). Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 80

82 Imagen 3.62 Finalización de configuración Paso 3. Comunicación por medio del NetMeeting Nos abrirá la siguiente ventana en donde tenemos que escribir la IP de la computadora con la cual queremos comunicarnos y damos click en Llamar. Imagen 3.63 Escribir IP para comunicarse El programa comienza a llamar a la computadora como lo muestra la siguiente imagen, la cual tendrá que aceptar dicha petición de comunicación. Imagen 3.64 Espera de conexión Implementación de una Intranet para el manejo de PLC s desde múltiples estaciones de trabajo 81