Prácticas de laboratorio BLOQUE I: PROFIBUS DP PRÁCTICA 1 COMUNICACIÓN PROFIBUS ENTRE UN PLC SIEMENS 414-3DP MAESTRO Y CONTROLLOGIX 1756-L61 ESCLAVO 1. Objetivos - Aprender a configurar una red de comunicación industrial mediante el protocolo Profibus DP, para comunicar un PLC Siemens 414-3DP en modo maestro y un ControlLogix 1756-L61 en modo esclavo. - Conocer los principales componentes de la red Profibus DP (interfaces, cables, etc.), su conexión y la configuración de los dispositivos en la red y su programación. 2. Presentación 2.1. Qué es Profibus DP? Profibus DP (Process Field Bus) es un bus abierto maestro-esclavo no propietario de Siemens; DP significa «periferia descentralizada» (Distributed Peripheral). Permite la comunicación entre PC, PLC, robots y todo tipo de elementos de campo (sensores y actuadores), por tanto es una red, o bus industrial, destinada a los niveles de célula o de control (Profibus FDL o FMS) y de campo (Profibus DP o PA). Profibus DP es idóneo para la comunicación con todo tipo de sensores y actuadores, donde prevalece la velocidad sobre la cantidad de datos. Permite la conexión de hasta 127 estaciones con velocidades desde 9,6 Kbit/s a 12 Mbit/s en distancias de 1.000 a 100 metros respectivamente (10 km con repetidores). Esta práctica es un ejemplo de cómo un controlador Simatic S7 puede intercambiar datos mediante una red Profibus DP con un controlador Allen-Bradley. Utilizaremos un controlador ControlLogix 1756-L61 (Allen-Bradley) junto con un procesador de comunicaciones Profibus (SST-PFB-CLX) que actúa como pasarela Profibus y un controlador S7-414-3Dp (Simatic S7) con puerto de comunicaciones Profibus DP integrado. De este modo, estableceremos comunicación entre dos CPU de diferentes fabricantes. Ambas CPU pueden intercambiar datos con sus propias redes, sin que la comunicación Profibus DP interfiera en ello. La CPU S7-414-3Dp actúa dentro de la red Profibus como maestro y el procesador de comunicaciones (CP) SST-PFB-CLX, como esclavo. Los controladores cíclicamente intercambian datos entre sí, de manera que las variables de salida de un controlador actúan como variables de entrada del otro controlador y viceversa. Esta solución de intercambio de datos entre las dos CPU de diferentes fabricantes es idónea por su simplicidad y siempre que no se tenga que intercambiar más de 240 bytes por ciclo. 7
3. Equipo y material Para intercambiar datos entre un PLC Siemens (maestro) y un ControlLogix (esclavo) a través del bus de campo Profibus DP, utilizaremos dos racks separados, uno para los componentes Simatic y otro para los componentes Allen-Bradley, entre los cuales hay una conexión Profibus, tal y como muestra la siguiente configuración: ControlLogix 1756-L61 + S7 414-3DP (Maestro-DP) SST-PFB-CLX (Esclavo-DP) Cable Profibus Fig. 1.1. Comunicación Profibus DP entre S7 (maestro) y ControlLogix (esclavo) 3.1. Configuración hardware del maestro Siemens Utilizaremos el software Siemens Step7 Manager V5.3 o superior para configurar el sistema del maestro Simatic CPU, y cuya configuración del rack incluye los siguientes componentes: CANTIDAD MATERIAL REFERENCIA 1 Bastidor universal 18 slots (rack UR1) 6ES7-400-1TA01-0AA0 1 Fuente de alimentación PS 407 10 A 6ES7-407-0KA00-0AA0 1 Autómata S7-400 CPU 414-3DP 6ES7-414-3XJ00-0AB0 1 Procesador Ethernet de comunicaciones CP 443-1 6ES7-443-1EX11-0XE0 1 Tarjeta de entrada digital DI 32xDC 24v 6ES7-421-1BL00-0AA0 1 Tarjeta de salida digital DO 32xDC 24v 6ES7-422-1BL00-0AA0 1 Cable de conexión S7-400 a PC, PC Adapter V5.1 63S7-972-0CA23-0XA0 2 Conectores de Profibus 6ES7-972-0BB41-0XA0 1 Cable apantallado Simatic NET de Profibus 6XV1-830-0EH10 8
3.2. Configuración hardware del esclavo Allen-Bradley Utilizaremos el software RSLogix 5000 V13 o superior y RsLinx V2.4 o superior para configurar el sistema del esclavo ControlLogix CPU, y cuya configuración del rack incluye los siguientes componentes: CANTIDAD MATERIAL REFERENCIA 1 Bastidor chasis 7 slots 1756-A7/B 1 Fuente de alimentación 1756-PA72/B 1 Autómata ControlLogix CPU 5561 1756-L61 A (Rev:13.30) 1 Procesador Ethernet/IP 10/100 Mb/s de comunicaciones Rev:1.61 1756-ENBT A 1 Módulo Profibus SST-PFB-CLX (Rev:1.3.0) 4. Práctica Para implementar la tarea de comunicación Profibus DP entre los dos autómatas, se ha de realizar la configuración de hardware y de software de cada uno de ellos. 4.1. Configuración hardware 4.1.1. Configuración del rack Simatic Para la configuración del hardware se han de seguir las instrucciones de la siguiente tabla: 1. Insertar las tarjetas o módulos en su correspondiente slot Slot Módulo 1 PS 407 10 A Fuente de alimentación 3 CPU 414-3DP Autómata S7 400 5 CP 443-1 Procesador Ethernet de comunicaciones 6 DI 32xDC 24V Tarjeta de entrada digital 7 DO 32xDC 24V/0.5A Tarjeta de salida digital 2. Conectar la fuente de alimentación a la red eléctrica 220 V ac 3. Conectar la CPU 414-3DP a la red Profibus 9
Fig. 1.2. Configuración hardware del Simatic S7 (maestro) 4.1.2. Configuración del rack Allen-Bradley Para la configuración del hardware se han de seguir las instrucciones de la siguiente tabla: 1. Insertar las tarjetas o módulos en su correspondiente slot Slot Módulo - 1756-PA72/B Fuente de alimentación 0 1756-L61 A Autómata ControlLogix 1 1756-ENBT A Procesador Ethernet de comunicaciones 2 Reserva 3 Reserva 4 SST-PFB-CLX Módulo Profibus 2. Conectar la fuente de alimentación a la red eléctrica 220 V ac 3. Conectar el módulo Profibus SST-PFB-CLX a la red Profibus 10
Fig. 1.3. Configuración hardware del ControlLogix (esclavo) 4.2. Configuración software Para poder configurar los componentes de la red Profibus es necesario que se instalen los siguientes programas en el PC, según las instrucciones de la siguiente tabla: 1. Instalar el software Simatic Step 7 Manager 2. Instalar el software RSLogix 5000 para ControlLogix 3. Instalar el software de comunicaciones RSLinx para redes Allen-Bradley 11