MODULO ANALOGICO REMOTO

MODULO ANALOGICO REMOTO ENTRADAS Y SALIDAS REMOTAS EN PLC MODICOM En diversas aplicaciones de automatización con PLCs, ya sea por razones de lograr la supervisión totalmente integrada de una planta o simplemente debido a la distribución periférica de los sensores y actuadores, se hace necesaria la utilización de redes de comunicación industriales para transferir datos entre los diferentes dispositivos de control y de adquisición de señales de campo. Dentro de las prestaciones que ofrecen los PLCs marca Modicon, es posible establecer conexiones de red Modbus, Modbus Plus, Ethernet (TCP/IP), INTERBUS, entre otras. Para el caso particular del PLC Modicon Momentum 171 CCC 960 30, se puede utilizar el puerto de comunicación No. 2 (Bus E/S), para insertar una estación de entradas y salidas remotas. En una conexión Modbus Plus (MB+), la función Peer Cop permite transferir datos de la memoria de señal (I/O), de manera global o directa, entre varios participantes del bus de la red local. Mediante el procesador Peer se pueden recibir en el programa de aplicación datos de entrada de otros participantes de la red local; y de igual forma, se pueden enviar datos de salida del programa de aplicación a otros participantes de la red. Peer Cop ofrece dos variantes para el intercambio de datos: - Intercambio de datos global - Intercambio de datos específico En el intercambio de datos global, los datos enviados por el PLC "de origen" son recibidos por todos los PLC "de destino" que se encuentren en la red Modbus Plus (MB+), pudiendo llegar hasta a 64 equipos de destino. En el intercambio de datos específico, los datos de un PLC seleccionado como "origen" se envían al PLC de la red Modbus Plus (MB+) que se ha seleccionado como "destino". Para ello, en los participantes de origen y de destino (1-64), hay que indicar en una tabla la dirección para el intercambio de datos. 1

MODULO ANALOGICO PARA CONEXIÓN REMOTA ARQUITECTURA DE EQUIPOS La arquitectura elegida para los PLC s Momentum disponibles en el laboratorio está conformada de 5 elementos. CPU: 171 CCC 960 30 Módulo de E/S discretas: 170 SRM 370 30 Módulo Opcional de Comunicación MB+: 171 PNN 210 22 Adaptador de Comunicación MB+ 171 PNT 11 20 Módulo de E/S analógicas: 170 AMM 090 00 para conexión remota El PLC tiene asociada una base de entradas y salidas digitales, y debido a su arquitectura distribuida, debe adquirir remotamente las entradas y salidas analógicas, a través de una red MB+ (Modbus Plus), cuyos participantes son: PLC (CPU + Módulo de E/S discretas + Módulo Opcional de Comunicación MB+) Módulo de expansión analógico (Adaptador de comunicación MB+ y módulo de E/S analógicas). MÓDULO DE E/S ANALÓGICAS 170 AMM 090 00 Tipo de modulo: 4 entradas diferenciales, 2 salidas (analógicas), 4 entradas y salidas (binarias). Tensión de alimentación: 24 Vdc Rango de tensión de alimentación: Máximo de 350 ma a 24 Vdc Potencia de pérdidas: 4W (habitual) 6W (máximo) Asignación de E/S: 5 palabras de entrada y 5 palabras de salida. Este módulo no es parte integrante del CPU del PLC, por lo que requiere conectarse a este mediante un cable de comunicación digital, para lo cual previamente debe procesar las entradas y salidas analógicas y convertirlas a digitales a ser enviadas por el cable a la CPU del PLC que puede estar físicamente muy alejada. La conexión física entre el PLC y el módulo de expansión se realiza con un cable blindado de tres hilos con conectores tipo D-Shell macho de 9 pines la capa física es RS-485. En la red MB+ puede haber 64 participantes, las direcciones son 1 a 64 y se eligen 2

mediante selectores ubicados en Módulo opcional de comunicaciones, se puede establecer al PLC como participante 1 y al módulo de comunicación analógica como 2. HERREAMIENTA PEER COP DE CONCEPT Peer Cop es la herramienta con la que Concept configura la red de comunicación y permite la recepción y envío de tramas a través de la red MB+ para que la CPU del PLC pueda manejar el módulo remoto de entradas y salidas analógicas o cualquier otro, dependiendo de la aplicación. Habilitación de PEER COP 1. En el configurador de Concept se hace doble clic sobre select extensions (seleccionar expansiones). 2. Se da clic sobre Peer Cop, se habilita esta extensión, OK. 3

3. Se hace doble clic sobre Peer Cop, se presenta el cuadro de diálogo Peer Cop. Para poder manejar las entradas y salidas del módulo analógico es necesario 10 palabras de 16 bits: 5 palabras de entrada y 5 de salida. Al tener únicamente dos participantes en la red, el PLC y el módulo de expansión, se usan de los mensajes específicos de Peer Cop que son una comunicación uno a uno entre dos participantes de la red. 4. Para las entradas se hace clic sobre Specific Input (Entradas Directas) y se abre el cuadro para definir las direcciones de memoria del PLC donde se escribirán los valores que envíe el módulo de expansión analógico leídos en sus canales de entrada. Esta dirección es 4:x donde x es un numero entre 1 y 1872. En el cuadro de dialogo se escribe en el participantes 2 (Source Node 2): Destiny ref: referencia de destino: 4:51 Lenght: 5 (las 5 palabras requeridas) Bin/BCD: se elige BIN 4

Esto quiere decir que se está reservando un espacio de memoria en la RAM del PLC para alojar los datos de entras del módulo conectado que va de la palabra 4:51 a 4:55 Dirección de la Dato de Entrada palabra 4:51 Valor canal de entrada 1 4:52 Valor canal de entrada 2 4:53 Valor canal de entrada 3 4:54 Valor canal de entrada 4 4:55 Entradas discretas 5. Para las salidas se hace clic sobre Specific Output (Salidas Directas) se abre el cuadro de dialogo, donde se especifica las direcciones de memoria de PLC en las que se escribirán los valores que envíe el módulo de expansión analógico leídos en sus canales de salida. Al igual que en las entradas esta dirección es 4:x donde x es un numero entre 1 y 1872. En el cuadro de dialogo se escribe en el participantes 2 (Source Node 2): Destiny ref: referencia de destino: 4:99 Lenght: 5 (las 5 palabras requeridas) Bin/BCD: se elige BIN Esto quiere decir que se está reservando un espacio de memoria en la RAM del PLC para alojar los datos de salidas del módulo conectado que va de la palabra 4:99 a 4:103. 5

Para el caso de las salidas las dos primeras palabras corresponden a las configuraciones de las variables analógicas que se ingresan a los canales de entrada la primera y la segunda a los canales de salida. Dirección de la Dato de Entrada palabra 4:99 Configuración de entradas 4:100 Configuración de salidas 4:101 Valor canal de salida 1 4:102 Valor canal de salida 2 4:103 Salidas discretas Vale la pena destacar que las direcciones de entradas y salidas no necesariamente deben estar direccionadas en las palabras 4:51 y 4:99, como en este ejemplo. Las direcciones pueden ubicarse en cualquier parte de la memoria 4:1 4:1872 (registros para lectura y escritura) Configuración en entradas y salidas analógicas en el PLC Para que el PLC pueda interpretar la trama de datos que se envía desde el módulo analógico en forma de código binario se requiere indicarle si los datos corresponden a una entrada o salida, en qué canal se encuentra, si está habilitada o no, si es un valor de corriente o voltaje y los rangos. Esto se lo hace escribiendo un código dado por el fabricante, en la palabra 4:99 para las entradas y 4:100 para las salidas en este caso concreto. Para la palabra 4:99 que configura las 4 entradas analógicas que dispone el módulo 170 AMM 090 00 la distribución de bits es la siguiente: Output Word 1 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Input channel 4 Input channel 3 Input channel 2 Input channel 1 Para la palabra 4:100 que configura las 2 salidas analógicas que dispone el módulo 170 AMM 090 00 la distribución de bits es la siguiente: Output Word 2 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Not used Not used Output channel 2 Output channel 1 6

Para la configuración de estos 16 bits se utiliza un formato hexadecimal como el siguiente: 16#x1x2x3x4 donde la xn representa a un canal de salida o de entrada dependiendo de la palabra en la que se lo use. Códigos entrada analógica Código BINARY Código HEX Parámetro 0100 4 Canal inactivo 0010 2 +/-5V o +/-20mA (rango) 0011 3 +/-10V rango entrada 1010 A 1..5Vo 4..20mA rango entrada Códigos salida analógica Código Código HEX Parámetro BINARY 0100 4 Canal inactivo 0001 1 0..20 ma 0011 3 +/-10 Vdc 0101 5 0..20 ma 0111 7 +/-10 Vdc 1001 9 0..20 ma 1011 B +/-10 Vdc Por ejemplo el número 16#3333 como valor de configuración de un módulo de entradas indica que todos los canales están habilitados y el valor de voltaje de entrada está en el rango de +/- 10V. Y el número 16#0033 para configurar las salidas indica que solo se dispone de dos canales análogos con un voltaje de salida en el rango de +/-10V, empiezan en 0V. Para un caso concreto de aplicación en CONCEP al ingresar los datos en la tabla de configuración de variables se tendría: 7

Donde: Zconfig_IN_canal_1_4 es una palabra alojada en 4:99 e indica la configuración de los cuatro canales de entrada analógicos activos, de voltaje entre 0 y 10 voltios DC Zconfig_OUT_canal_1_2 es una palabra alojada en 4:100 e indica la configuración de los dos canales de salida analógicos activos y existentes, de voltaje entre 0 y 10 voltios DV ZFRECUENCIAword es la palabra 4:101 donde se aloja el valor de la variable de salida frecuencia que debe ser colocada luego de los cálculos del programa dentro del PLC y que será enviada al módulo remoto para que sea utilizada como salida analógica, entre 0 y 10 voltios DC ZNIVELTANQUEword es la palabra 4:51 donde se aloja el valor de la variable de entrada nivel que el PLC se recibirá del módulo remoto, quien a su vez la recibió como entrada analógica entre 0 a 10 voltios DC. Para utilizar las variables analógicas se sugiere crear en CONCEPT una sección específica donde se realice la conversión a valores manejables por el usuario, que en el caso del siguiente ejemplo corresponden a una entrada de nivel y una salida de frecuencia declaradas en la tabla de variables mostrada anteriormente. 8