Comunicar controladores industriales usando el bus Ethernet.

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1 1 Facultad: Ingeniería Escuela: Electrónica Asignatura: Redes de Comunicación Industrial Lugar de ejecución: Instrumentación y Control (Edificio 3, 2da planta) Tema: Comunicación Ethernet con PLC OMRON Objetivo General Comunicar controladores industriales usando el bus Ethernet. Objetivos Específicos Configurar la comunicación Ethernet del autómata programable CP1H por medio del puerto USB. Interconectar controladores industriales usando el bus Ethernet. Programar los controladores con bus Ethernet para integrarse a la red de comunicación. Materiales y Equipos 2 Autómatas programables OMRON CP1H XA o X 2 Módulos de comunicaciones Ethernet EIP 21 instalados en los PLC 3 Cables Ethernet planos 1 Switch de conexión Ethernet 1 Computadora con el programa CX-Programmer 2 Cable USB 2 Cables de alimentación Introducción Teórica Introducción a la red Ethernet Pirámide de automatización o niveles de automatización. Cuando se habla de automatización, y para representar los distintos niveles de automatización que nos podemos encontrar en la industria, se recurre frecuentemente a la figura de la pirámide (Figura 1).

2 2 Figura 1. Pirámide de automatización. Cada uno de los niveles de la pirámide tiene asociado buses para la comunicación de la respectiva arquitectura de hardware (Figura 2). Figura 2. Buses utilizados en la pirámide de automatización. Red Ethernet. Ethernet es el nombre de una tecnología de redes de computadoras de área local (LANs) basada en tramas de datos. El nombre viene del concepto físico de ether. Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de trama del nivel de enlace de datos del modelo OSI. Ethernet se refiere a las redes de área local y dispositivos bajo el estándar IEEE que define el protocolo CSMA/CD, aunque actualmente se llama Ethernet a todas las redes

3 3 cableadas que usen el formato de trama descrito más adelante, aunque no tenga CSMA/CD como método de acceso al medio. Ethernet es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad (10/100/1000 Mb/s), costo y facilidad de instalación. CSMA/CD: carrier sense multiple access with collision detection. Una estación "escucha" la línea antes de trasmitir datos. Si ninguna otra estación lo está haciendo, entonces envía sus datos. Si la red está ocupada, espera. Si dos estaciones comienzan a trasmitir al mismo tiempo se produce una "colisión". En este caso ambas estaciones detectan la colisión y cesan el envío. Cada una de ellas espera un tiempo y vuelve a intentar. (Este retardo es de valor aleatorio para cada una, para minimizar la posibilidad de que nuevamente ambas estaciones colisionen y hace que la red no sea determinística). La topología de la red Ethernet es por definición una "cadena". Cada estación está ligada en "paralelo" al bus. Cada estación escucha los paquetes y si la dirección de destino es la propia (MAC address) lo recibe y procesa. Si no es para ella lo descarta. En la práctica actual es más corriente usar topologías físicas "estrellas", si bien a nivel lógico siguen siendo "en cadena". Trama Ethernet En la Figura 3 se muestra estructura de la trama Ethernet. Trama de Ethernet Preámbulo SOF Destino 7 bytes 1 byte 6 bytes 6 bytes 2 bytes 46 a 1500 bytes Figura 3. Estructura de la trama Ethernet Origen Tipo Datos FCS 4 bytes Preámbulo Campo de 7 bytes (56 bits) que contiene una secuencia de bits usada para sincronizar y estabilizar el medio físico antes de iniciar la transmisión de datos. El patrón del preámbulo es: Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificación Manchester representan una forma de onda periódica. SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama Campo de 1 byte (8 bits) que contiene un patrón de 1 y 0 alternados, y que termina con dos 1 consecutivos. El patrón del SOF es: Indica que el siguiente bit será el bit más significativo del campo de dirección MAC de destino. Dirección de destino Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la dirección MAC de tipo EUI-48 hacia la que se envía la trama. Esta dirección de destino puede ser de una estación, de un grupo multicast o la dirección de broadcast de la red. Cada estación examina este campo para determinar si debe aceptar el paquete. Dirección de origen

4 4 Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la dirección MAC de tipo EUI-48 desde la que se envía la trama. La estación que deba aceptar el paquete conoce a través de este campo la dirección de la estación origen con la cual intercambiar datos. Tipo Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el paquete, o en su defecto la longitud del campo de datos. Es interpretado en la capa de enlace de datos. Datos Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud. Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de valores. El campo de datos es la información recibida del nivel de red (la carga útil). FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificación de Trama). Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificación CRC (control de redundancia cíclica). Este CRC se calcula por el emisor sobre todo el contenido de la trama, y se vuelve a calcular por el receptor para compararlo con el recibido y verificar la integridad de la trama. Elementos físicos de una red Ethernet. Los elementos físicos de una red Ethernet son las NIC, repetidores, concentradores, puentes, switches y routers. NIC, o Tarjeta de Interfaz de Red - permite el acceso de una computadora u otro equipo (PLC) a una red local. Cada adaptador posee una dirección MAC (Media Access Control) que la identifica en la red y es única. Un equipo conectado a una red se denomina nodo. Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexión física, recibiendo las señales y retransmitiéndolas, para evitar su degradación a lo largo del medio de transmisión, lográndose un alcance mayor. Usualmente se usa para unir dos áreas locales de igual tecnología y sólo tiene dos puertos. Opera en la capa física del modelo OSI. Concentrador o hub - funciona como un repetidor, pero permite la interconexión de múltiples nodos, su funcionamiento es relativamente simple, ya que recibe una trama de Ethernet y la repite por todos sus puertos. Es básicamente un repetidor eléctrico. Todos los dispositivos conectados a él comparten el mismo ancho de banda Todo lo que se transmite, llega a todos los elementos conectados al hub. Todos los dispositivos conectados comparten el mismo dominio de colisión. Introduce lentitud en las redes. Opera en la capa física del modelo OSI. Figura 4. Concentradores o hubs dentro de una red Ethernet.

5 5 Puente o bridge - interconectan segmentos de red, haciendo el cambio de frames (tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que dice en qué segmento está ubicada una dirección MAC. Solamente retransmite las tramas libres de errores, y los que pertenecen al segmento correspondiente. Figura 5. Puente o brige dentro de una red Ethernet. Conmutador o Switch - funciona como el bridge, pero permite la interconexión de múltiples segmentos de red o de equipos, operan en velocidades más rápidas y es más sofisticado, pueden tener otras funcionalidades, como redes virtuales y permiten su configuración a través de la propia red. Su funcionamiento básico es en las capas física y de enlace de datos del modelo OSI, por lo cual son capaces de procesar información de las trama. Su funcionalidad más importante es gestionar las tablas de dirección. Por ejemplo, una computadora conectada al puerto 1 del conmutador envía una trama a otra computadora conectada al puerto 2, el switch recibe la trama y la transmite a todos sus puertos, excepto aquel por donde la recibió, la computadora 2 recibirá el mensaje y eventualmente lo responderá, generando tráfico en el sentido contrario, por lo cual ahora el switch conocerá las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2, y cuando reciba otra trama con dirección de destino a alguna de ellas, sólo transmitirá la trama a dicho puerto, lo cual disminuye el tráfico de la red y contribuye al buen funcionamiento de la misma. Los switches permiten interconectar una LAN de 100 Mbps con una LAN de 10 Mbps. Figura 6. Switch o conmutador dentro de una red Ethernet. Router - Filtra el tráfico entre redes según un protocolo específico, no usa solamente las direcciones de los paquetes. Mueve datos de manera efectiva entre los sistemas de las redes.

6 6 Usa la información del protocolo de la capa 3. Divide las redes en subredes separadas. Reconoce diferentes protocolos. Figura 7. Router dentro de una red Ethernet. Protocolo de Control de Transmisión (TCP) Características del protocolo TCP: Trabaja conjuntamente con IP para mover paquetes de datos a través de la red. Opera a nivel de la capa de TRANSPORTE Proporciona la conexión de computadora a computadora Chequea los errores Organiza la conexión y desconexión Genera señales de Aceptación Realiza control del flujo Direccionamiento IP El Protocolo Internet (IP) es la implementación más popular de un esquema de direccionamiento de red jerárquico. La dirección IP tiene una longitud de 32 bits. Para facilitar el manejo de estas direcciones de 32 bits, las direcciones IP de agrupan en números de 8 bits, separados por puntos y representados en formato decimal. Figura 8. Formato de las direcciones IP Partes de la dirección IP. Se compone de dos partes: Número de host. Como las direcciones IP están formadas por cuatro octetos, se puede utilizar uno, dos o tres octetos para identificar el número de red. Número de red. También se pueden utilizar hasta 3 octetos para identificar la parte de hosts de una dirección IP Figura 9. Partes de la dirección IP.

7 7 Clases de direcciones: Las direcciones IP pueden ser de clase A, B, C, D y E. Identificador de red. Los hosts solo pueden comunicarse con los dispositivos de una red que tengan el mismo identificador de red. Direcciones IP públicas. Son visibles en todo Internet. Direcciones IP privadas. Son visibles únicamente por otros hosts de su propia red o de otras redes privadas interconectadas por routers. A su vez, las direcciones pueden ser: Direcciones IP estáticas (fijas). Un host que se conecta a la red con dirección IP estática siempre lo hará con una misma dirección IP. Direcciones IP públicas estáticas: son las que utilizan los servidores de Internet con objeto de que estén siempre localizables por los usuarios en Internet. Direcciones IP dinámicas. Un host que se conecte a la red mediante dirección IP dinámica, cada vez que se conecte lo hará con una dirección IP distinta. Direcciones IP públicas dinámicas: son las que se utilizan en la conexión a Internet mediante modem. Figura 10. Clases de direcciones IP Direcciones reservadas. Dirección de red: es una dirección IP que contiene ceros binarios en todos los bits de host. Clase A: a Clase B: a Dirección de broadcast: es una dirección IP que contiene unos binarios en todos los bits de host. Clase A: a Clase C: a Broadcast (difusión), es un modo de transmisión de información donde un nodo emisor envía información a una multitud de nodos receptores de manera simultánea, sin necesidad de reproducir la misma transmisión nodo por nodo.

8 8 Direcciones privadas. Hay ciertas direcciones de cada clase de direcciones IP que no están asignadas. Se denominan direcciones privadas. Pueden ser utilizadas por los hosts que usan traducción de dirección de red (NAT), para conectarse a una red pública o por un servidor proxy. Las usan aplicaciones que no requieren conectividad externa. Cualquier trafico que posea una dirección destino dentro de uno de los intervalos de direcciones privadas NO se enrutará a través de Internet. Rango de direcciones de red privadas Clase A Clase B Clase C Cableado Ethernet Tabla 1. Rango de direcciones de red privadas. Medios típicos Ancho de banda Distancia física máxima Cable coaxial de 50 Ohmios fino (Ethernet 10Base2) 10 Mbps. 185 m. Cable coaxial de 50 Ohmios grueso (Ethernet 10Base5) 10 Mbps. 500 m. Par trenzado no blindado (UTP) de categoría 5 y conector RJ45 (Ethernet 10Base-T y 100Base-T). Full-duplex Mbps. 100 m. Par trenzado no blindado mejorado de categoría 5 (UTP) y conector RJ45 (Fast Ethernet 100Base-TX) 100 Mbps. 100 m. Fibra óptica multimodo (62,5/125 mm.) (1000Base-SX) 100 Mbps m. Fibra óptica monomodo (9/125 mm.) (1000Base-LX, 1000Base-X SPT) 1000 Mbps 3000 m Inalámbrico 11 Mbps Aproximadamente 100 m. Tabla 2. Comparación de tipos de medios de transmisión para Ethernet Procedimiento Parte I. Instalación del sistema (Hardware). 1. Arme la configuración de los PLC CP1H XA y/o CP1H X con la PC, y un Switch Ethernet como se muestra en la Figura 11.

9 9 Figura 11. Conexión básica de la red Ethernet 2. Observe la forma del módulo EIP-21 en la Figura 12. Realice la configuración de los módulos EIP-21 de cada PLC, dependiendo de la de la IP de los mismos, Hay tres selectores: primero, Unit No que deberá su flecha apuntar al número mostrado en la Figura 11; luego hay dos selectores que se denominan Node No. X16 1 ubíquelo en 0 y X16 0 en 4 ó 5 dependiendo del número de host de la IP a configurar. (Tomar estas IP de la Figura 11, para este ejemplo). Figura 12. Módulo de expansión Ethernet EIP-21 Parte II Instalación del sistema (Software) 3. Abra el CX-Programmer 4. Seleccione del menú Archivo >Nuevo o en el icono correspondiente.

10 10 5. En el siguiente cuadro de diálogo, en el campo Nombre de dispositivo deje como está el nombre NuevoPLC1; en el siguiente campo Tipo de dispositivo, seleccione CP1H. Al lado de este nombre se deberá dar clic sobre el botón Configuraciones y de esto seleccione si el CPU es de tipo X o XA y luego aceptar; por último en Tipo de Red seleccione USB. Figura 13. Configuración del tipo de CPU 6. Conecte uno de los PLC CP1H (X o XA) a la computadora por medio de un cable USB (si no lo había hecho antes). Se procederá a realizar la configuración de la IP del módulo de expansión Ethernet. 7. Dé clic sobre el icono Trabajar Online o en el menú PLC>Trabajar Online y ponga al CPU en modo de programación o en el menú PLC>Modo de operación>programación. 8. En la siguiente figura se muestra la ventana de área de trabajo de donde es necesario elegir Configurar Tabla de E/S y unidad. Figura 14. Selección en ventana de Área de Trabajo

11 9. 11 De la siguiente ventana se elegirá la opción Transferir tabla de E/S desde el PLC representada por el icono Figura 15. Configurar Tabla de E/S 10.Inmediatamente saldrá otro cuadro de diálogo, deje las opciones como están y dé clic en Transferir (Figura 14). 11.Al finalizar de transferir se podrán ver los módulos especiales de expansión conectados al PLC en el Bastidor Principal (clic sobre el signo + de la izquierda), del resultado de esta ventana dé doble clic sobre el módulo que hace referencia al EIP-21 (ver figura 16).

12 12 Figura 16. Módulos de E/S detectados 12. En la ventana que aparece a continuación coloque los parámetros que se indican en la Figura 17. Después de hacer esto dé clic en el botón un mensaje de transferencia exitosa dé clic en Aceptar. Figura 17. Ventana de edición de Parámetros del módulo EIP-21 al mostrarse

13 Cierre la ventana de E/S y quite el modo de trabajo Online dando clic nuevamente sobre el icono de Trabajar Online. 14.Se agregará el segundo PLC a la ventana ya abierta del CX-Programmer, en la ventana de Área de trabajo dé clic derecho y del menú contextual seleccione Insertar PLC, los parámetros a poner para este nuevo PLC dependerán de su modelo (X o XA) Figura 18. Insertar PLC 15. Conecte el cable USB al segundo PLC y establezca el trabajo Online, seleccione la configuración de tabla de E/S y unidad, luego transfiera desde el PLC y del módulo EIP-21 configure la IP , máscara de subred: y Puerta de enlace predeterminada y transfiera la configuración al módulo (consulte los pasos 7 al 13). 16.Lo que resta es configurar la IP de su computadora, Abra el Panel de Control (Inicio> Panel de Control). 17.Si está en Vista clásica del Panel de Control verá el icono de Conexiones de red:, dé clic sobre este icono y aparecerá una ventana con las conexiones disponibles

14 14 Figura 19. Conexiones de red en la computadora 18. Dé clic sobre la Conexión de área local y del siguiente cuadro de diálogo seleccione protocolo TCP/IP y posteriormente dé clic en el botón Propiedades, aparecerá un cuadro de diálogo como se muestra en la Figura 20. Debe ponerse una IP que esté dentro de la red, ingrese la que se indicaba en la Figura 11, la mascara de subrede y la puerta de enlace y de clic en Aceptar. Figura 20. Configuración de la IP de red de la computadora 19. Proceda a probar si toda la red está correctamente configurada con la ventana del CX-Programmer

15 15 20.Cambie la configuración de conexión de ambos PLC dando derecho sobre el PLC y del menú contextual elija Cambiar, aparecerá otro cuadro de diálogo de donde ahora se cambiará el tipo de red como se muestra en la siguiente figura: Figura 21. Cambio en la conexión del PLC 21. Haga clic en el botón Configuraciones que está a la derecha de Tipo de red y en la siguiente ventana que aparece seleccione la pestaña Controlador de donde ubicará la IP correspondiente al PLC a configurar, el número de puerto déjelo en 9600 y confirme con Aceptar Figura 22. Configuración del controlador para conexión Ethernet

16 Repita los pasos 20 y 21 con el segundo PLC, coloque su correspondiente IP y al finalizar esto con el ratón seleccione el primer CPU y dé clic en Trabajar online 23.Si se da una correcta comunicación con el primer PLC desde la PC, la configuración está correcta, repita el paso 22 con el segundo PLC, al ponerlo online deberá también responder de la misma manera que el primer CP1H. Si hay un error de comunicación: revise conexiones de red, y luego las configuraciones de cada módulo de la red (Si se encuentra en una computadora con múltiples conexiones de red deshabilite temporalmente las conexiones que no correspondan a la tarjeta de red conectada al Switch). Cuando ya están configurados la computadora y los PLC se pueden cargar y descargar programas de ellos y también monitorear y modificar los datos en memoria y envío y recepción de datos entre dos PLC. Parte III Envío y recepción de datos en la red Ethernet En esta parte se hará una prueba de comunicación usando dos PLCs usando la instrucción SEND Función SEND. Esta función envía palabras (datos) desde el PLC donde está programada, a otro nodo remoto que pertenezca a la red, que en este caso será otro PLC. Un PLC dispone de 8 puertos lógicos de comunicación por lo que permite ejecutar 8 instrucciones de comunicación simultáneas, aunque solamente una instrucción puede ser ejecutada a la vez por cada puerto de comunicaciones. SEND(090) transfiere los datos que empiezan en el canal S a las direcciones especificadas que comienzan en D en el dispositivo designado a través de la red. Los canales de control comenzando por C, especifican el número de canales a enviar, el nodo destino y otros parámetros. S (Fuente): Canal de inicio de lectura (local). D (Destino): Canal de inicio de escritura (destino). C (Control): Primer canal de los datos de control (5 canales). La siguiente figura presenta cómo se ve la función en el CX-Programmer Figura 23. Instrucción SEND en CX-Programmer Será necesario escribir en el canal C y sucesivos, los siguientes datos de control detallados en la Tabla 3:

17 C+0 17 Número de palabras a transmitir C+1 Red de Destino C+2 Nodo de Destino C+3 Respuesta C+4 Tiempo de espera de respuesta Unidad de Destino Nº puerto Nº reintentos Tabla 3. Datos de control SEND Canal de control C + 0. Número de canales a enviar (Primera Palabra de Control, su dirección es la que se ubicará en la instrucción SEND). Figura 24. Canal de Control C+0 Canal de control C + 1. Numero de red destino. Figura 25. Canal de Control C+1 Canal de control C + 2. Número de nodo destino y número de unidad destino. El nº de nodo de la unidad de destino se corresponde con el selector del módulo EIP-21 al que se desea enviar los datos. El nº de la unidad de destino indicará el tipo de equipo a quien se envía el dato. Normalmente será la CPU (00) que distribuirá el dato según la red y el nodo, al lugar adecuado. Figura 26. Canal de Control C+2 Canal de control C + 3: Respuesta requerida. Puerto Lógico de Comunicaciones. Número de reintentos.

18 18 Los bits de 00 a 03 indican el nº de reintentos y pueden programarse de 0 a F (es decir 15 intentos máximo). Los bits de 04 a 07 no se utilizan y los fijamos a 0. Los bits 08 a 11 indican el número de puerto lógico de comunicaciones. Como sólo es posible para esta CPU 8 puertos lógicos el valor máximo será 0111 (7). Si se programa 1111 le estamos indicando localización automática del puerto de comunicaciones. El bit 15 indica requerimiento de respuesta. Figura 27. Canal de Control C+3 Canal de control C + 4: Tiempo de espera de respuesta Figura 28. Canal de Control C+4 Existen varios flags indicativos de diversos aspectos en las comunicaciones de los puertos del PLC. Se indican a continuación algunos de los más significativos. Flag de puerto de comunicaciones habilitado: es puesto a 0 cuando se está realizando una comunicación, y puesto a 1 cuando las comunicaciones han sido terminadas. Un contacto normalmente abierto de uno de estos flag puede colocarse en serie con la instrucción de comunicaciones, con el fin de impedir su ejecución hasta que el puerto esté libre. Tabla 4. Flags de puerto de comunicaciones: canal A202

19 19 Flag de error en el puerto de comunicaciones: se pone a 0 cuando se inicia la transmisión o recepción, y se pondrá a 1 si ocurriera algún error en la operación. Tabla 5. Flags de error 24. Programe al PLC que está como unidad 2 (IP ) usando el CX-Programmer con conexión por interfaz Ethernet previamente configurado en la parte II. Lo que se pretende es transmitir desde este PLC el estado de sus entradas (CIO 0) hacia las salidas del PLC unidad 3 (IP ) el programa se presenta en la siguiente figura Figura 29. Programa para PLC Unidad 2 Nodo 4 25.Se modificarán los datos de Control que se encuentran a partir de la dirección D100 conforme a la Tabla 6.

20 20 Canal de control Definición Dato binario Dato hexadecimal D100 Nº de canales o palabras a transmitir D101 Nº de red de destino D102 Nº de nodo destino y Nº de unidad de destino D103 Respuesta requerida. Puerto Lógico de Comunicaciones. Número de reintentos F01 D104 Tiempo de espera de respuesta Tabla 6. Datos de Control SEND Para escribir estos datos de Control siga el siguiente procedimiento: 26.En la ventana de área de trabajo dé doble clic sobre Memoria y aparecerá una ventana desde donde se podrán modificar los valores (ver figura 30). Figura 30. Ventana de edición de memoria del PLC 27.Haga doble clic sobre D (área de datos) y seleccione en dirección inicial 100 luego presione Enter. 28.Llene las localidades con los datos de control correspondientes de la Tabla 6. Figura 31. Localidades de datos de control modificadas

21 21 29.Transfiera las modificaciones de la memoria hacia el PLC seleccionando del menú Online la opción Transferir a PLC y en el cuadro de diálogo siguiente elija Rango y deje los valores 100 a 104 y presione Transferir. Figura 32. Transferencia de la memoria al PLC. 30. Si desea que los datos estén presentes cuando descargue el archivo en otro PLC seleccione Archivo>Guardar en proyecto hay que tener cuidado de que cuando se transfiera desde el CX-Programmer se seleccione transferir también la memoria. 31. Haga la prueba del ejercicio poniendo el PLC del nodo 4 en modo Online y seleccione modo monitorización (puede hacerlo desde el menú PLC>Modo de operación>monitorización ). El PLC del nodo 5 puede estar en cualquier modo. 32.Cambie el estado de las entradas del PLC nodo 4. Observe los leds de los módulos EIP-21 cuando se da un cambio. Para esta parte se utilizará la función Recibir (RECV) Función RECV Esta función solicita canales (palabras) para que se transfieran desde el dispositivo designado al PLC local donde se ejecuta la instrucción. Los datos se reciben a través de la red y se escriben en el área de datos indicada Un PLC dispone de 8 puertos lógicos de comunicación por lo que permite ejecutar 8 instrucciones de comunicación simultáneas, aunque solamente una instrucción puede ser ejecutada a la vez por cada puerto de comunicaciones. RECV(098) solicita el número de canales especificado en C comenzando por el canal S para transferirlo del dispositivo designado al PC local. Los datos se reciben a través del bus de CPU del PC o a través de la red y se escriben en el área de datos del PC que empieza por D. - S (Fuente): Canal de inicio de lectura (remoto). - D (Destino): Canal de inicio de escritura (local). - C (Control): Primer canal de los datos de control (5 canales). La siguiente figura muestra la presentación de esta instrucción en CX-Programmer.

22 22 Figura 33. Instrucción RECV en CX-Programmer Será necesario escribir en el canal C y sucesivos los siguientes datos de control: C+0 Número de canales a recibir C+1 Red fuente C+2 Nodo fuente Unidad fuente C+3 Respuesta C+4 Tiempo de espera de respuesta Nº puerto Nº reintentos Tabla 7. Datos de control RECV Canal de control C + 0. Número de canales a recibir (Primera Palabra de Control, su dirección es la que se ubicará en la instrucción RECV). Figura 34. Canal de Control C+0 Canal de control C + 1. Número de red fuente: Figura 35. Canal de control C+1 Canal de control C + 2. Número de nodo fuente y número de unidad fuente: El nº de nodo de la unidad fuente se corresponde con el selector del EIP-21 desde el cual se desea recibir los datos. El nº de la unidad fuente indicará el tipo de equipo a quien se envía el dato. Normalmente será la CPU (00) que distribuirá el dato según la red y el nodo al lugar adecuado.

23 23 Figura 36. Canal de control C+2 Canal de control C + 3. Respuesta requerida. Puerto lógico de comunicaciones. Número de reintentos: Los bits de 00 a 03 indican el nº de reintentos y pueden programarse de 0 a F (es decir 15 intentos máximo). Los bits de 04 a 07 no se utilizan y los fijamos a 0. Los bits 08 a 11 indican el número de puerto lógico de comunicaciones. Como sólo es posible para esta CPU 8 puertos lógicos el valor máximo será 0111 (7). Si se programa 1111 le estamos indicando localización automática del puerto de comunicaciones. El bit 15 hay que fijarlo a 0 porque se requiere respuesta para poder recibir los datos. Figura 37. Canal de control C+3 Canal de control C + 4. Tiempo de espera de respuesta: Figura 38. Canal de control C+4 Existen varios flags indicativos de diversos aspectos en las comunicaciones de los puertos del PLC. Se indican a continuación algunos de los más significativos. Flag de puerto de comunicaciones habilitado: es puesto a 0 cuando se está realizando una comunicación, y puesto a 1 cuando las comunicaciones han sido terminadas. Un contacto normalmente abierto de uno de estos flag puede colocarse en serie con la instrucción de comunicaciones, con el fin de impedir su ejecución hasta que el puerto esté libre. Estos flags corresponden a los mismos del canal A202 y para los flags de error el canal A219 detallados en las Tablas 4 y 5 respectivamente.

24 24 El autómata PLC1 (Nodo 4) simula un proceso de fabricación de piezas (hasta 16) de forma repetitiva. El número de unidades producidas se simula visualizando la acumulación de bit (leds encendidos) en el canal de salidas CIO 100. El autómata PLC2 (Nodo 5) simula un etiquetado de las piezas producidas por el PLC1. Cada vez que termina un lote de piezas etiquetadas, solicita al PLC1 una lectura con las que en ese momento tenga fabricadas. Este número de piezas leídas aparecerá como leds del canal de salida CIO 100 del PLC2 encendidos y su proceso de etiquetado se simula visualizando el apagado bit a bit de ese canal de salidas CIO 100 del PLC2. La lectura de las piezas debería de borrar del PLC1 las que se han tomado para etiquetar comenzando este PLC1 un nuevo lote. Al tratarse de un ejercicio de lectura y simulación se prescinde de borrar del PLC1 las piezas leídas (en la realidad debería hacerse). El autómata PLC2 debe programarse para recibir el canal de salidas CIO 100 del PLC1 que es donde tiene las piezas acumuladas, a su canal CIO 100 que es donde se empaquetan. Solamente se recibe el dato si el PLC2 lo requiere, y esto ocurrirá cada vez que su canal de salidas CIO 100 esté vacío. 33.Programe el PLC1 (Nodo 4) que simulará la acumulación de piezas mediante el encendido de los leds del canal de salidas CIO 100. En este PLC no es necesaria la programación de comunicaciones. Figura 39. Programa para PLC1 nodo 4 34.Programe el PLC 2 (Nodo 5) con las siguientes instrucciones:

25 25 Figura 40. Programa para PLC 2 Nodo 5 35.Llene los datos de control a partir de la dirección D100 con los datos que se muestran en la siguiente tabla: Canal de control Definición Dato binario Dato hexadecimal D100 Nº de canales o palabras a transmitir D101 Nº de red de fuente D102 Nº de nodo fuente y Nº de unidad de fuente D103 Respuesta requerida. Puerto Lógico de Comunicaciones. Número de reintentos F01 D104 Tiempo de espera de respuesta Tabla 8. Datos de Control RECV 36.Ponga en modo online ambos PLCs y también en modo monitorización y compruebe el funcionamiento del sistema completo. 37.Apague y desarme correctamente el equipo. Análisis de Resultados 1. Qué tipo de topología física es la empleada en el ejercicio? 2. Explique el funcionamiento del programa de envío de la Figura Explique el funcionamiento de los programas de las Figuras 39 y 40.

26 26 4. Por qué se pone el tiempo mínimo de espera de respuesta en los casos vistos de envío y recepción? Bibliografía Practical Industrial Data Commnications. Best practice Techniques. Deon Reynders, Steve Mackay, Edwin Wrigth Tknika Berrikuntza Teknologikoa, Actividades de entrenamiento 0 a 5. Hoja de cotejo: 4 Guía 4: Comunicación Ethernet con PLC OMRON Alumno: Puesto No: Docente: GL: Fecha: EVALUACION % CONOCIMIENTO 20 Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO 10 No armó correctamente la red Ethernet 25 No configuró correctamente el maestro CJ1WEIP No programó correctamente ninguno de los PLc s de la red. No tiene actitud proactiva. Necesitó ayuda del docente de laboratorio para armar correctamente la red Ethernet Necesitó ayuda del docente de laboratorio para configurar el CJ1WEIP21. Logró programar solo envío y no recepción Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos Armó correctamente la red Ethernet ACTITUD TOTAL 100% No deja limpia ni ordenada su área de trabajo. Actitud propositiva y con propuestas no aplicables al contenido de la guía. Solo deja limpia u ordenada su área de trabajo. Configuró correctamente el maestro CJ1W-EIP21. Logró programar correctamente los PLCs presentes en la red Tiene actitud proactiva y sus propuestas son concretas. Deja limpia y ordenada su área de trabajo. Nota