COMUNICACIONES INDUSTRIALES Profibus PLC S7-300 master y PLC S7-200 como esclavo DP Página 1

Grupo de trabajo EDCAI. Esta documentación forma parte de una serie de manuales que un grupo de profesores de tres institutos de educación secundaria de Catalunya, como son: IES-SEP Comte de Rius de Tarragona. IES Palau Ausit de Ripollet (Barcelona). IES-SEP La Garrotxa de Olot (Girona). han estado experimentando con diferentes materiales incluidos dentro de la temática de la automatización, el control y las comunicaciones industriales. Este equipo de profesores, formaron un grupo de trabajo, llamado EDCAI (Experimentación y Documentación en Control y Automatización Industrial), reconocido tanto por el de la Generalitat de Catalunya como por la empresa Siemens, con unos objetivos tan sencillos como claros y que se basaban en la realización de documentación realizada por profesores/as para profesores/as, y que además, pudiese servir como manual para los alumnos, esto quiere decir que se ha intentado realizar una documentación que sea fácil de seguir con unas explicaciones paso a paso de los diferentes procesos a realizar, para de esta manera poder alcanzar el objetivo propuesto en cada ejercicio. Este grupo de trabajo continúa trabajando en cada uno de los temas para poder ir actualizando día a día esta documentación, es por ello, que nos podéis enviar vuestras sugerencias a través de la información que encontrareis en la web dedicada a este grupo de trabajo y que desde aquí os invitamos a participar. www.iespalauausit.com/edcai/index.php Esperamos que el esfuerzo y dedicación que hemos realizado pueda ayudar a mejorar vuestra labor educativa. Los profesores del grupo de trabajo EDCAI Página 2

Configuración de una red Profibus-DP. Página 3

1. Componentes. PLC S7-300 314C-2DP, configurado con la dirección #2 (MPI) y #2 (DP) y que realizará la función de MASTER de la red Profibus-DP. PLC S7-200 216 con EM277, configurado con la dirección #2(PPI) y #3 (DP) el módulo EM277 que trabajará como esclavo de la red Profibus-DP. PLC S7-200 216 con EM277, configurado con la dirección #2(PPI) y #4 (DP) el módulo EM277 que trabajará como esclavo de la red Profibus-DP. ORDENADOR como sistema HMI, configurado para visualizar datos de la CPU Master de la red Profibus-DP. Página 4

2. Configuración del PLC S7-200. La configuración de los PLC S7-200 para su incorporación en una red Profibus-DP es bien sencilla, tan solo se deberá acoplar el módulo esclavo de Profibus-DP EM277 al bus externo de la CPU y seguidamente configurarle la dirección de Profibus-DP para este equipo, para ello tan solo debemos girar los conmutadores rotativos que el módulo EM277 incorpora en su parte frontal colocándolos de tal forma que indique el número de estación asignado a cada uno, en nuestro ejemplo será: Esclavo con la dirección #3: 10 1 = 0 10 0 = 3 Esclavo con la dirección #4: 10 1 = 0 10 0 = 4 Página 5

3. Configuración del PLC S7-300. 3.1. Crear nuevo proyecto en STEP 7. 3.2. Insertar nuevo objeto SIMATIC S7-300. 3.3. Configuración del hardware de la CPU S7-300. Entrar en HW-Config para configurar el hardware del PLC S7-300. Insertar bastidor. Catálogo de componentes SIMATIC 300 BASTIDOR 300 Perfil soporte. Insertar fuente de alimentación. Catálogo de componentes SIMATIC 300 PS 300 PS 307 2A. Insertar CPU. Catálogo de componentes SIMATIC 300 CPU 300 CPU 314C-2DP. Página 6

3. Configuración del PLC S7-300. 3.4. Instalar archivo GSD del módulo EM277. Se debe disponer de los archivos: siem089d.gsd siem089d.bmp Estos se pueden encontrar en el CD que acompaña a la CPU S7-200 o bien por internet en: www.siemens.com www.profibus.com Página 7

3. Configuración del PLC S7-300. Desde HW-Config elegir menú Herramientas Instalar archivos GSD Buscar el lugar en donde se encuentra los archivos anteriormente mencionados, seleccionar el archivo siem089.gsd y pulsar el botón Instalar, con esto se ha conseguido que aparezca en el catálogo de componentes el equipo EM277, éste lo encontramos dentro de: PROFIBUS DP OTROS APARATOS DE CAMPO PLC SIMATIC EM 277 PROFIBUS-DP. Página 8

4. Crear la red PROFIBUS-DP. Dentro de HW-Config pulsamos un doble clic sobre la conexión X2 DP, que corresponde al puerto DP integrado en la CPU, aparece una ventana de de Propiedades en la que pulsaremos un botón Propiedades para configurar la red Profibus-DP en la CPU S7-300. en donde hemos de: Crear una nueva red PROFIBUS. Asignarle la dirección #2 para el S7-300. Conectarla a la red. Página 9

4. Crear la red PROFIBUS-DP. Si todo está correcto deben de haber aparecido las siguientes ventanas: Página 10

4. Crear la red PROFIBUS-DP. Si todo es correcto, pulsar el botón Aceptar. Aparecerá la CPU de donde nace una línea que corresponde al bus Profibus-DP al cual se deberá ir insertado los diferentes esclavos. Página 11

5. Insertar los esclavos Profibus en la red. Sin abandonar de momento HW-Config, elegimos del catálogo, el equipo EM277, lo encontraremos siguiendo la siguiente ruta: PROFIBUS DP OTROS APARATOS DE CAMPO PLC SIMATIC EM 277 PROFIBUS-DP Seleccionar el componente EM277 y arrastrarlo hasta conectarlo a la red Profibus-DP. Apareciendo la siguiente ventana: Página 12

5. Insertar los esclavos Profibus en la red. En donde tan solo hemos de modificar la dirección que tendrá ese equipo en la red, por tanto desde la pestaña Parámetros asignar la dirección #3. Acabar pulsando el botón Aceptar para cerrar la ventana y aceptar los cambios. Entonces tendremos un equipo EM277 conectado a la red Profibus- DP, haciendo un doble clic sobre ese componente insertado, aparece la siguiente ventana: Página 13

5. Insertar los esclavos Profibus en la red. A continuación accedemos a la pestaña Parametrizar en donde desplegamos el apartado Parámetros específicos del aparato, apareciendo un campo que debemos completar, como es I/O Offset in the V-memory y que inicialmente aparecerá con el valor 0. En lugar del 0 lo modificamos por un 1000, quedando la siguiente configuración y que pulsando el botón Aceptar daremos por finalizado la configuración de un PLC S7-200 a través del módulo EM277 en la red Profibus-DP trabajando como esclavo. Página 14

5. Insertar los esclavos Profibus en la red. Pulsando el botón Aceptar, cerramos la ventana aceptando los cambios realizados. Ahora hemos de decirle el tamaño del buffer de comunicación entre el master y el esclavo, esto vendrá en relación a la cantidad de datos que se quiera comunicar, en este caso vamos a configurar una palabra de intercambio en cada sentido, es decir que: CPU S7-200 (área de memória V) VW1000 2 bytes en donde podrá el S7-200 los datos que se desea que el master lea. CPU S7 315C-2DP 2 bytes en donde se colocaran los datos que el S7-300 lee del Word de salida del buffer de comunicaciones del S7-200. EW0 WORD DE SALIDA WORD DE ENTRADA VW1002 2 bytes en donde se desea que el S7-200 deposite los datos escritos por el master. 2 bytes en donde se colocaran los que el S7-300 quiere escribir en el Word de entrada del buffer de comunicaciones del S7-200. AW0 WORD DE ENTRADA WORD DE SALIDA Página 15

5. Insertar los esclavos Profibus en la red. Esto se realiza en HW-Config, debemos escoger, para este caso la opción de 2 Bytes Out/ 2 Bytes In, seleccionamos i arrastramos a la rejilla inferior de la configuración de hardware del PLC S7-300. Página 16

5. Insertar los esclavos Profibus en la red. Una vez arrastrado debe aparecer lo siguiente: Ara ya podemos decir que tenemos totalmente configurado el PLC S7-200 con dirección DP #3 en red Profibus-DP. Página 17

5. Insertar los esclavos Profibus en la red. En este momento seguro que nos surge dos preguntas, como son: Qué indica este parámetro? Por qué el valor 1000? Pues bien las respuestas son las siguientes: Este parámetro indica en que zona de memoria el master de la red (en nuestro caso el PLC S7-300) deberá escribir i/o leer los datos del esclavo (en este caso el PLC S7-200), la zona de memoria destinada debe ser el área de datos V del PLC S7-200, área que es inalterable por el usuario, lo que si es configurable por el usuario es el valor a partir del cual asignamos el área de intercambio, valor que en este caso asignamos 1000, queriendo esto decir que a partir del VB1000 del PLC S7-200, el master de la red (S7-300) utilizará para el intercambio de información. Página 18

5. Insertar los esclavos Profibus en la red. Una vez finalizada la configuración del PLC S7-200 con el número de estación #3, configurar el otro PLC S7-200 con el número de estación #4 de la misma forma siguiendo los pasos realizados con el otro PLC. La configuración final de la red puede visualizarse en el HW-Config del S7-300 con los dos PLCs S7-200 conectados en la red Profibus-DP. Página 19

6. Configuración del proyecto. El proyecto de STEP 7 queda configurado como sigue, formado por los tres equipos que forman la red Profibus-DP. Página 20

7. Programación del PLC S7-300. Desplegando el Equipo SIMATIC 300 y dentro de la carpeta CPU314C-2 DP Programa S7(10) Bloques hacemos un doble clic sobre el bloque OB1, corresponde con el PLC S7-300 con número de estación #2, escribiremos el siguiente programa. Página 21

7. Programación del PLC S7-300. Página 22

8. Programación del PLC S7-200 #3. Haciendo un doble clic sobre el objeto SIMATIC 200 #3, se abrirá automáticamente el software de programación MicroWin, en el cual introduciremos el programa para el PLC S7-200 con número de estación #3, que puede ser el siguiente. Página 23

9. Programación del PLC S7-200 #4. Haciendo un doble clic sobre el objeto SIMATIC 200 #4, se abrirá automáticamente el software de programación MicroWin, en el cual introduciremos el programa para el PLC S7-200 con número de estación #4, que puede ser el siguiente. Página 24

10. Comprobación del funcionamiento. Una vez cargados los respectivos programas a cada uno de los equipos, llega el momento de comprobar el funcionamiento, para ello conectamos los equipos participantes en la red Profibus-DP una vez realizado esto desconectamos todos los equipos de la tensión de alimentación volviéndolos a conectar, esto no asegura que todos los equipos se reinicien con la configuración así como el número de estación. Página 25

10. Comprobación del funcionamiento. A partir de ahora y mediante tablas de variables vamos modificando los valores de: MW10 (#2) que se copiaran en AW0 (#2) y que viajaran a través de la red hasta VW1002 (#3). VW1000 (#3) que viajaran a través de la red hasta EW0 (#2) y que se copiaran en MW20 (#2). MW12 (#2) que se copiaran en AW2 (#2) y que viajaran a través de la red hasta VW1002 (#4). VW1000 (#4) que viajaran a través de la red hasta EW2 (#2) y que se copiaran en MW22 (#2). CPU S7-200 (área de memória V) VW1000 2 bytes en donde podrá el S7-200 los datos que se desea que el master lea. CPU S7 315C-2DP 2 bytes en donde se colocaran los datos que el S7-300 lee del Word de salida del buffer de comunicaciones del S7-200. EW0 WORD DE SALIDA WORD DE ENTRADA VW1002 2 bytes en donde se desea que el S7-200 deposite los datos escritos por el master. 2 bytes en donde se colocaran los que el S7-300 quiere escribir en el Word de entrada del buffer de comunicaciones del S7-200. AW0 WORD DE ENTRADA WORD DE SALIDA Página 26

11. Sistema HMI. Crearemos una pantalla de visualización de los datos mediante un software para sistemas HMI como pueden ser: WinCC. WinCC Flexible. Protool. que por ejemplo puede ser la siguiente: Comprobando como modificando los valores en los tres equipos participantes se observa como los datos son copiados en el lugar previsto en la programación y configuración de la red. Página 27

11. Sistema HMI. En este caso hemos elegido el software Win CC como sistema HMI mediante un ordenador. La conexión del ordenador con la pantalla SCADA de Win CC se conectará al PLC S7-300 a través del puerto MPI. Página 28

11. Sistema HMI. Para conocer y practicar como poder diseñar una pantalla con algún software de sistemas HMI (Win CC, Win CC flexible o Protool/Pro) se puede hacer consultando de la web EDCAI la documentación que existe actualmente sobre este tema. Página 29