maestrÍa en automatizaciÓn y control industrial
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MAESTRÍA EN AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL INDUSTRIAL
Roberto Carlos Guevara Calume 1 RCGCalume
Resumen
Este trabajo contiene las evidencias del laboratorio realizado Para la medición e
interconexión de equipos usados en la automatización y control industrial,
sensores y actuadores a través de tecnologías de interconexión Profibus (Process
Field Bus) el cual es un bus de campo industrial utilizado en ámbito de
automatización industrial estándar y abierta, Este tipo de red trabaja con nodos
maestros y nodos esclavos. Los nodos maestros se llaman también activos y los
esclavos pasivos.
Palabras clave
Profibus, SIEMENS, DP, PA; Nodo Maestro, Nodo esclavo, Micromaster, variador
de velocidad, cpu314C- 2DP, DP/PA Coupler
Abstract
This work contains evidence of the laboratory about made measurements to and
interconnection of equipment used in industrial automation and control, sensors
and actuators through interconnection technologies Profibus (Process Field Bus)
which is a fieldbus use in industrial area industrial automation and open standard,
this type of network nodes working with teachers and slave nodes. The master
nodes are also called passive and active slaves.
1 Esp Redes Corporativas Usb, Ingeniero de Sistemas Usb , Docente Tiempo Completo
Tecnológico Metropolitano, , [email protected].
Keywords
Profibus, SIEMENS, DP, PA; Node Master, Node slave, Micromaster, speed
controler, cpu314C- 2DP, DP/PA Coupler,
1 . INTRODUCCIÓN
Un PLC Programable logic controller, es un equipo programable en lenguaje no
informático, diseñado para controlar en tiempo real y en ambiente de tipo
industrial, procesos secuenciales.
Un PLC trabaja en base a la información recibida por los captadores y el
programa lógico interno, actuando sobre los accionadores de la instalación.
En el control de un proceso automatizado, es imprescindible un dialogo entre
operador-máquina junto con una comunicación entre la máquina y el sensor o
actuador, estas comunicaciones se establecerán por medio del conjunto de
entradas y salidas
Estos son capaces de manejar tensiones y corrientes de nivel industrial, gracias a
que disponen un bloque de circuitos de interfaz de E/S muy potente, que les
permite conectarse directamente con los sensores y accionamientos del proceso.
De entre todos los tipos de interfaces que existen, las interfaces especificas
permiten la conexión con elementos muy concretos del proceso de
automatización.
Estos además se pueden comunicar entre ellos haciendo uso de tecnologías
comorofibus (Process Field Bus) el cual es un estándar de bus de campo abierto
(independiente del proveedor) utilizado en una amplia gama de aplicaciones
enfocadas a la automatización de procesos, sistemas y edificios. Profibus
garantiza que el producto es abierto e independiente del proveedor. Con Profibus,
los dispositivos de diferentes fabricantes se pueden comunicar sin tener que
realizarse ajustes de interfaz especiales.
2 . MARCO TEÓRICO
En este punto haremos una corta descripción los elementos involucrados en la
práctica de laboratorio SIEMENS del ITM
2 .1 PROFIBUS
Fue desarrollada en el año 1987 por las empresas alemanas Bosch, Klöckner
Möller y Siemens. En 1989 la adoptó la norma alemana DIN19245 y fue
confirmada como norma europea en 1996 como EN50170. En el año 2002 se
actualizaron incluyendo la versión para Ethernet llamada Profinet.
Este tipo de red trabaja con nodos maestros y nodos esclavos. Los nodos
maestros se llaman también activos y los esclavos pasivos.
Profibus especifica las características técnicas y funcionales de un sistema
basado en un bus de campo serie en el que controladores digitales
descentralizados pueden ser conectados entre sí desde el nivel de campo al nivel
de control. Se distinguen dos tipos de dispositivos, dispositivos maestros, que
determinan la comunicación de datos sobre el bus. Un maestro puede enviar
mensajes sin una petición externa cuando posee el control de acceso al bus (el
testigo).
Ilustración 1 Arquitectura red profibus
Profibus puede utilizarse para tareas de transmisión de datos de alta velocidad en
los que la sincronización es crucial y para la comunicación compleja de gran
alcance. La gama Profibus se compone de tres versiones compatibles.
2.1.1 Profibus DP Esta versión Profibus, optimizada para una conexión económica y de alta
velocidad, está diseñada especialmente para la comunicación entre los sistemas
de control de la automatización y la E/S distribuida al nivel del dispositivo.
Profibus-DP puede utilizarse para sustituir la transmisión de señales paralela con
24 V o 0 a 20 mA.
2.1.2 Profibus PA La versión Profibus PA está diseñada especialmente para la automatización de
procesos. Permite la conexión de sensores y accionadores en una línea de bus
común, incluso en zonas intrínsecamente seguras. Profibus PA permite disponer
de comunicación de datos y potencia en un mismo bus
utilizando una tecnología de dos hilos según el estándar internacional IEC 1158-2.
2.1.3 Profibus FMS Profibus FMS es la solución de aplicación general para las tareas de
comunicación de la célula. Los eficaces servicios FMS aportan una amplia gama
de aplicaciones y proporcionan una gran flexibilidad.
Profibus FMS también se puede utilizar para tareas de comunicación complejas
de gran alcance.
2.1.4 El Cable Profibus
Cable de conexión entre el máster Profibus-DP y los slaves. Cada cable tiene un
conector sub-D de 9 pines en un extremo y una clavija/zócalo de 9 pines sub-D en
el otro. Esto permite la ampliación de la red Profibus, así como la conexión de un
programador o un PC en cualquier punto de la red
Ilustración 2 Cable Profibus
2.2 FUENTE DE ALIMENTACIÓN PS 307; 2 A
La fuente usada es la PS 307; 2 A; (6ES7307-1BA00-0AA0) esta fuente tiene las
siguientes características:
Intensidad de salida 2 A
Tensión nominal de salida 24 V c.c., estabilizada, a prueba de cortocircuitos y marcha en vacío
Acometida monofásica
(tensión nominal de entrada 120/230 V c.a., 50/60 Hz)
Separación eléctrica segura según NE 60 950
Puede utilizarse como fuente de alimentación de carga
Ilustración 3 Esquema de conexiones de PS 307; 2 A
Protección de línea:
Para proteger la línea de red (entrada) de la fuente de alimentación PS 307; 2 A
recomendamos un automático magnetotérmico (p.ej. serie 5SN1 de Siemens) con
las siguientes características:
Intensidad nominal a 230 V c.a.: 6 A
Característica de disparo (tipo): C
Ilustración 4 PS 307; 2 A
2.3 CPU 314C 2DP
La CPU usada es la 314C 2DP 6ES7 3146CG03-0AB0, esta CPU tiene las
siguientes características:
La CPU de seguridad con gran memoria de programa y capacidad
funcional para aplicaciones sofisticadas.
Para configurar un sistema de automatización de seguridad positiva para
instalaciones con altos requisitos de seguridad.
Conforme a los requisitos de seguridad hasta SIL 3 según IEC 61508, AK6
conforme a DIN V 19250 y cat. 4 según EN 954-1.
No requiere un cableado adicional de la periferia orientada a la seguridad.
1 interfaz maestro/esclavo PROFIBUS DP y 1 interfaz DP
maestro/esclavo/MPI.
Ambos interfaces utilizables para la conexión de módulos de seguridad.
Módulos periféricos de seguridad de ET 200S PROFIsafe conectables de
forma descentralizada. Módulos periféricos de seguridad de ET 200M
conectables de forma centralizada y descentralizada.
Módulos estándar para aplicaciones no de seguridad utilizables de forma
centralizada y descentralizada.
Ilustración 5 CPU 314C 2DP
2.4 SIMATIC NET IE/PB LINK
El IE/PB Link es un componente independiente y proporciona un enlace directo
entre Ethernet Industrial y PROFIBUS. se puede acceder a equipos de campo
conectados a PROFIBUS realizando así la integración de ambas tecnologías.
Ilustración 6 Sigmatic NET
2 .5 VARIADOR DE VELOCIDAD
El Variador de Velocidad (VSD, por sus siglas en inglés Variable Speed Drive) es
en un sentido amplio un dispositivo o conjunto de dispositivos mecánicos,
hidráulicos, eléctricos o electrónicos empleados para controlar la velocidad
giratoria de maquinaria, especialmente de motores. También es conocido como
Accionamiento de Velocidad Variable (ASD, también por sus siglas en inglés
Adjustable-Speed Drive).
Ilustración 7 Variador de Velocidad Siemens
El MICROMASTER 440 tiene un menú por teclado y una conexión Profibus, está
diseñado conforme a lo anterior para una amplia funcionalidad y una mayor
reacción dinámica.
2.6 MEDIDOR DE NIVEL
El SITRANS PROLUBE LU 6m un elemento ultrasónico con conexión a 2 hilos.
Esta unidad mide el nivel, volumen y lodos en tanques de almacenamiento y
canales abiertos. Es usada para diferentes propósitos, como el abastecimiento y
tratamiento de aguas y el almacenamiento de alimentos y productos químicos
Ilustración 8 SITRANS PROLUBE LU 6m
SITRANS PROLUBE LU 6m permite la manipulación de parámetros a través de
un control remoto inalámbrico
2.7 MEDIDOR DE CAUDALES
El Medidor de caudales SITRANS F M MAGFLO permite verificar continuamente
la precisión, tiene un Menú de operación configurable por el usuario y protegido
por contraseña además de Teclado y pantalla multilingües
Ilustración 9 SITRANS F M MAGFLO 6000
El MAG 6000 es un transmisor con conexión a 2 hilos que opera a base de
microprocesador y que está equipado con un indicador alfanumérico integrado
multilingüe. Este transmisor evalúa las señales moduladas por los sensores
electromagnéticos correspondientes y realiza además la función de una fuente de
alimentación que abastece a las bobinas de excitación con corriente constante
2.8 MEDIDOR DE PRESIÓN
Los transmisores de presión SITRANS P300 son aptos para la aplicación en
sectores industriales con altas solicitaciones mecánicas y químicas, Para
aplicaciones especiales como por ejemplo la medida de fluidos de alta viscosidad,
los transmisores de presión están disponibles con diferentes tipos de sellos
separadores para diferentes aplicaciones
2.9 EL LENGUAJE KOP.
Existen varios lenguajes de programación, el utilizado en esta práctica es un
lenguaje de programación grafico llamado KOP, La representación del lenguaje
de programación gráfico KOP (esquema de contactos) es similar a la de los
esquemas de circuitos. Los elementos de un esquema de circuitos, tales como los
contactos normalmente cerrados y normalmente abiertos, se agrupan en
segmentos. Uno o varios segmentos constituyen el área de instrucciones de un
bloque lógico
3. MONTAJE DE LOS DISPOSITIVOS HARDWARE
Después de tener un conocimiento básico de los dispositivos usados procedemos
al montaje de estos tanto en hardware
3.1 CONEXIÓN DE LA FUENTE
Al momento de hacer el montaje real en el bastidor, debemos interconectar y
cablear con el fin de energizar los dispositivos desde la fuente, como se muestra
en la ilustración
Ilustración 10 Montaje Eléctrico
3.2 CONEXIÓN PROFIBUS
Además de la conexión eléctrica deberemos cablear la comunicación profibus, cable morado
Ilustración 11 Conexión profibus
3.2 CONEXIÓN EI/PB LINK
Luego se conecta el profibus a la red Ethernet usando un EI/PB link a modo de
pasarela entre estas dos redes
Ilustración 12 Esquema de pasarela profibus ethernet
4. MONTAJE DE DISPOSITIVOS EN SOFTWARE
En el simatic manager se reproduce el esquema de bloques, de forma modular
respetando los dispositivos usados es decir se debe reproducir fidedignamente los
dispositivos con sus referencias especifica.
Para montar los dispositivos a software debemos crear un nuevo proyecto
Ilustración 13 creación de nuevo proyecto
4.1 DISPOSITIVOS COMUNES
Para la realización del laboratorio encontramos que existen varios montajes en
software que son comunes a todos los sensores montados tal es el caso del
Bastidor, Fuente, CPU, IE/PB Link red profibus.
A continuación describiremos los pasos realizados para cada uno de estos
dispositivos.
4.1.1 Montaje del Bastidor
Dentro del programa y luego de crear un proyecto iniciamos adicionando un
bastidor, Este es requerido para poder adicionar todos los nuevos elementos al
proyecto.
Ilustración 14 Adición del bastidor
Luego de adicionar a nuestro proyecto el bastidor, adicionamos la fuente
PS 307 2A
4.1.2 Montaje del la fuente
Usaremos una fuente PS 307 2 A, la cual entrega 2Amperios , 6ES7 307-1ba00-
0AA0 120/230 AC:24VDC/”A, la cual nos entrega 24voltios
Ilustración 15 Montaje de la fuente en el Bastidor
Este es el bastidor (Rack)
donde montan los dispositivos
Esta vacio en este momento
Aquí vemos la incrusta la fuente
PS 307 2A que nos provee
24Voltios y 2amperios, esta
fuente debe ser cableada para
proveer energía a el resto de de
dispositivos
En el catalogo seleccionamos
Bastidor 300 dentro de Simatic 300
4.1.3 Montaje de la CPU
La CPU permite procesar la información de entrada y salida de los diferentes
dispositivos conectados a ella. Esta trabaja a 2.5Khz. El selector de modo permite
seleccionar el modo de operación de la CPU.
Tabla 1 Descripción de los estados de la fuente
RUN Modo RUN La CPU procesa el programa de usuario.
STOP Modo de operación STOP La CPU no procesa ningún programa de usuario.
MRES Borrado total modo para el borrado total de la CPU. El borrado total
mediante el selector de modo de operación requiere
una secuencia especial de operación.
En la ilustración vemos como debe quedar nuestro proyecto luego de montar la
fuente y la CPU
Ilustración 16 montaje Básico inicial
4.1.4 Montaje de la red profibus
Como ya se había mencionado PROFIBUS es un estándar de bus de campo
abierto independiente del fabricante de Empleado para interconexión de
dispositivos de campo de entrada/salida con PLCs y PCs
Existen dos tipos de estaciones:
Maestras (activas): pueden controlar el bus y transferir mensajes sin una
petición remota, si está en posesión del testigo
CPU Montada en Bastidor
Cpu 314C 2DP (V 2.0)
Esta es la cpu empleada
Detalle de
información técnica
de la CPU
Esclavas (pasivas): sólo pueden reconocer mensajes recibidos o transferir
datos después de una petición remota
Ilustración 17 Adición del sistema maestro profibus
Para el correcto funcionamiento es necesario que las direcciones físicas
asignadas a cada dispositivo sean diferentes, para que los mensajes enviados por
los maestros puedan ser recibidos y direccionados a un dispositivo específico, lo
que sería imposible con direcciones iguales o sin este direccionamiento.
4.1.5 Montaje EI/PB Link
el IE/PB Link constituye el Gateway de unión entre Ethernet y PROFIBUS
Ilustración 18 Montaje EI/PB Link
Sistema de conexión
Maestro Profibus, Permite
adicionar dispositivos en
profibus
Esta dirección (2) no puede
usarse en para otro dispositivo
en el Bastidor
En un nuevo bastidor se
adiciona el IE/PB link
4.2 MONTAJE DE SENSORES
Entre los sensores específicos debemos montar los elementos descritos en las
secciones 2.5, 2.6, 2.7 2.8, de este documento que hablan de Variador de
velocidad, medidor de presión, caudal, y nivel.
4.2.1 Montaje de Micromaster 440
La práctica consiste en el control de un motor eléctrico a través de un control de
velocidad, interconectado con un PLC a través de una red profibus. Es decir se
describirán los pasos requeridos para el control de un motor trifásico eléctrico a
través de un Variador de velocidad MICROMASTER 440.
4.2.1.1 Esquema de montaje micromaster 440
El siguiente es el montaje de laboratorio en un esquema por bloques, para la
conexión del variador de velocidad
Ilustración 19 Esquema de conexión del variador de velocidad
4.2.1.2 Adición al proyecto del micromaster 440
Este paso requiere en la colocación del dispositivo en la red profibus como un
esclavo, para ser monitoreado y/o controlado, en este caso es un micromaster
440, es claro que la descripción de este debe estar en el catalogo
Fuente
PS 307
2A
CPU Profibus
Profibus
Variador
De
Velocidad Motor
Red
Profibus
Ilustración 20 Montaje del Micromaster 440 en el profibus
4.2.1.3 Integración al profibus del micromaster 440
Luego debemos parametrizar el nuevo dispositivo para que se integre a la red
profibus existente, con valores como la velocidad de transmisión y la dirección
lógica del dispositivo que no debe ser usada en otro dispositivo conectado en la
misma profinet
Ilustración 21 Ajuste de parámetros generales Micromaster 440 profibus
Nuevo dispositivo adicionado a
la red profibus
Configuración
de parámetros
Usamos una velocidad de 44.45Kbps la cual es una velocidad típica
Ilustración 22 Ajuste de velocidad de transmisión Micromaster 440 profibus
4.2.1.4 Programación de la CPU para micromaster 440
Este proceso consiste en cargar un programa compilado y libre de errores a la
memoria de la CPU y su posterior ejecución
Ilustración 23 comandos usados para compilar y cargar software a la cpu
A continuación se muestra la carga del modulo, como la CPU esta en ejecución
pregunta si se debe poner en stop (por software) para cárgalo.
Configuración de la velocidad de datos debe
coincidir con la del bus maestro
Guandar
Guandar y
compilar
Enviar programa
a la cpu
Ilustración 24carga de modulo
4.2.1.5 compilación y carga del programa
Usando el lenguaje KOP explicado en la sección 2.9, creamos el programa
Ilustración 25 programación micromaster440
Luego de tener el programa debemos crear una tabla de variables con el fin de
poder introducir y leer variables del PLC
Ilustración 26 Creación de tablas
Las tablas nos permiten manipular con valores especifico o leer variables como lo
muestra la siguiente ilustración.
Ilustración 27 Inserción de valores a través de tablas
4.2.2 Montaje de Medidor de Nivel
La práctica consiste en configurar el sensor de nivel SITRANS PROLUBE LU 6m
a través, interconectado con un PLC a través de una red profibus. Es decir se
describirán los pasos requeridos
4.2.2.1 Esquema de montaje SITRANS PROLUBE LU 6m
El siguiente es el montaje de laboratorio en un esquema por bloques, para la
conexión del medidor de nivel
Ilustración 28 Esquema de conexión del variador de velocidad
4.2.2.2 Adición al proyecto del SITRANS PROBE LU 6m
Este paso requiere en la colocación del dispositivo en la red profibus como un
esclavo, en este caso es un SITRANS PROBE LU 6m.
Red
Profibus
Fuente
PS 307
2A
CPU Profibus Acoplador
IE/PB
Link PC
Red
Ethernet
Sitrans
prolube LU
6m
Ilustración 29 montaje de Sitrans probe Lu 6m
4.2.2.3 integración al profibus del SITRANS PROBE LU 6m
Luego debemos parametrizar el nuevo dispositivo para que se integre a la red
profibus existente, con valores como la velocidad de transmisión y la dirección
lógica del dispositivo que no debe ser usada en otro dispositivo conectado en la
misma red profibus
Ilustración 30 SITRANS PROBE LU 6m Net pro
Nuevo dispositivo adicionado a la red
profibus SITRANS PROBE LU 6m
Usamos una velocidad de 44.45Kbps la cual es una velocidad típica
Ilustración 31 Ajuste de velocidad de transmisión SITRANS PROBE LU 6m
Haciendo uso del simatic PDM podemos via LAN maniplular El SITRANS PROBE LU 6m
4.2.3 Montaje de Medidor de Flujo
La práctica consiste en configurar el sensor de nivel SITRANS F M MAGFLO
6000 a través, interconectado con un PLC a través de una red profibus.
Configuración de la velocidad de datos debe
coincidir con la del bus maestro
4.2.3.1 Esquema de montaje SITRANS F M MAGFLO 6000
El siguiente es el montaje de laboratorio en un esquema por bloques, para la
conexión del medidor de nivel
Ilustración 32 Esquema de conexión del SITRANS F MAGFLO 6000
4.2.3.2 Adición al proyecto del SITRANS F M MAGFLO 6000
Este paso requiere en la colocación del dispositivo en la red profibus como un
esclavo, en este caso es un SITRANS F M MAGFLO 6000.
Ilustración 33 montaje de SITRANS F M MAGFLO 6000
4.2.3.3 integración al profibus del SITRANS F M MAGFLO 6000
Red
Profibus
Nuevo dispositivo adicionado a la red
profibus SITRANS F M MAGFLO
6000
Fuente
PS 307
2A
CPU Profibus Acoplador
IE/PB
Link PC
Red
Ethernet
SITRANS F M
MAGFLO
6000
Luego debemos parametrizar el nuevo dispositivo para que se integre a la red
profibus existente, con valores como la velocidad de transmisión y la dirección
lógica del dispositivo que no debe ser usada en otro dispositivo conectado en la
misma profinet
Usamos una velocidad de 44.45Kbps la cual es una velocidad típica
Ilustración 34 Ajuste de velocidad de transmisión SITRANS PROBE LU 6m
4.2.2.1 Esquema de montaje SITRANS P300
El siguiente es el montaje de laboratorio en un esquema por bloques, para la
conexión del medidor de nivel
Ilustración 35 Esquema de conexión del SITRANS P300
4.2.2.2 Adición al proyecto del SITRANS P300
Configuración de la velocidad de datos debe
coincidir con la del bus maestro
Red
Profibus
Fuente
PS 307
2A
CPU Profibus Acoplador
IE/PB
Link PC
Red
Ethernet
SITRANS
P300
Este paso requiere en la colocación del dispositivo en la red profibus como un
esclavo, en este caso es un SITRANS P300.
Ilustración 36 montaje de SITRANS P300
4.2.2.3 integración al profibus del SITRANS P300
Luego debemos parametrizar el nuevo dispositivo para que se integre a la red
profibus existente, con valores como la velocidad de transmisión y la dirección
lógica del dispositivo que no debe ser usada en otro dispositivo conectado en la
misma profinet
Nuevo dispositivo adicionado a la red
profibus SITRANS P300
Ilustración 37 inserción al Profibus de SITRANS P300
Usamos una velocidad de 44.45Kbps la cual es una velocidad típica
Ilustración 38 Ajuste de velocidad de transmisión SITRANS P300
5. COMUNICACIÓN ETHERNET
La comunicación por el puerto MPI de la CPU al PC puede ser reemplazada por
una comunicación a través de una LAN convencional o industrial, incluso una red
inalámbrica 802.11, ofreciendo todas la posibilidades que esta ofrece, como la
comunicación a travez de internet.
Configuración de la velocidad de datos debe
coincidir con la del bus maestro
5.1 CONFIGURACIÓN IP DEL MODULO EI/PB LINK
Para lograr una comunicación de este tipo es necesario conocer la
fundamentación del protocolo TCP/IP, del que podemos decir simplemente que es
la base de la comunicación por internet y un básico conocimiento de configuración
de redes. Luego de adicionar el modulo EI/PB Link
Ilustración 40 Modulo EI/PB Link
Se continua con la configuración de direccionamiento IP para el modulo
Red
Profibus
Acoplador
IE/PB
Link
Red
Ethernet
SENSOR
SENSOR SENSOR
PC PC PC
Ilustración 39 Escalabilidad Ethernet - Profibus
Ilustración 41 Configuración del direccionamiento IP en el modulo EI/PB Link
Se asignaron los siguientes parámetros IP al dispositivo de red EI/PB Link
Dirección IP: 172.16.100.11 Mascara: 255.255.255.248 (es decir 29 bits para un máximo 6 PC en la red) Sin router: pues estamos trabajando en una red local
5.2 CONFIGURACIÓN IP DEL PC
Luego de instalar el protocolo TCP/IP en el PC se asigna un direccionamiento IP
acorde con el asignado al EI/PB link
Ilustración 42 Asignación de IP al PC Los parámetros fueron los siguientes
IP: 172.16.100.10
Mascara: 255.255.255.248
Sin router: pues estamos trabajando en una red local con 2 PC
Luego de esta configuración probamos conexión entre la EI/PB Link y el pc
usando un ping.
Ilustración 43 Ping exitoso PC -EI/PB Link
Esto nos garantiza que existe una comunicación entre al pc y el EI/PB link y Haciendo uso del simatic PDM podemos vía LAN manipular El SITRANS PROBE LU 6m
Ilustración 44 Manipulacion del Sitrans Probe LU 6m
CONCLUSIONES
Las conclusiones que pudiera generar esta práctica de laboratorio son innumerables, desde recomendaciones de tipo técnico y procedimental como que:
Las direcciones profibus deben ser únicas y no pueden ser usadas por varios dispositivos simultáneamente, pues dañaría el esquema de direccionamiento de los mensajes enviados entre los nodos maestros y esclavos
Hasta conclusiones de corte predictivo como
El éxito de cualquier tecnología en esta área del saber, depende del grado de integración o de convergencia que esta tecnología pueda hacer con redes de datos convencionales,
De hecho nos deja varios interrogantes de tipo teórico, pero nos abre un nuevo mundo por descubrir en lo relacionado con las redes industriales y la comunicación de datos entre los PLC y sus sensores, haciendo uso de tecnologías robustas y abiertas como Ethernet y profibus. Sin embargo estas concusiones se abordaran desde lo concerniente a la integración de estos dispositivos con la redes Ethernet. Vemos claramente un potencial inmenso en las manipulación remota de PLC a través de internet, haciendo uso de módulos de red, donde de forma remota, centralizada y económica se puedan monitorear simultáneamente plantas en producción. También es posible involucrar dispositivos móviles e inalámbricos 802.11. aunque la práctica no tuvo ese alcance, fue claro observar que existen estos dispositivos de wifi en el laboratorio, los cuales podrían interactuar directamente con dispositivos como Palms, Pocket PC, e incluso teléfonos, para manipular y observar variables a través una WiFI, pudiendo incluso enviar alarmas a los operadores. También vemos que aunque los sensores tienen teclados la manipulación y lectura de los datos es engorrosa, por lo que podemos pensar que toda esta información se puede guardar en bases de datos convencionales, guardadas en servidores conectados a redes de LAN que tomarían automáticamente los datos enviados por los sensores desde una red profibus, pasando a una Ethernet y asi la gerencia podría tener reportes automáticos y en linea de la producción, alamas y demás eventos desde un PC en la gerencia o desde un portátil en cualquier parte del mundo
Red
Profibus
Acoplador
IE/PB
Link
Red
Ethernet
SENSOR
Internet
Red
Profibus
Acoplador
IE/PB
Link
SENSOR
SENSOR SENSOR
SENSOR SENSOR
PC
PC
CONSOLA PC PC Gerencia
PC PC
Enrutador
Enrutador
Centro de monitoreo
remoto
PC Remoto
Autorizado
(VLAN)
Access
point
Móvil
Wifi
Ilustración 45 Esquema planteado en conclusión
REFERENCIAS
Chiasson, J. (2005). Modeling and High Performance Control of Electric Machines.
New Jersey: IEEE Press on Power Energy, Wiley-Interscience.
TABLA DE ILUSTRACIONES Ilustración 1 Arquitectura red profibus ....................................................................................................... 4 Ilustración 2 Cable Profibus ........................................................................................................................ 5 Ilustración 3 Esquema de conexiones de PS 307; 2 A .................................................................................. 6 Ilustración 4 PS 307; 2 A .............................................................................................................................. 6 Ilustración 5 CPU 314C 2DP ......................................................................................................................... 7 Ilustración 6 Sigmatic NET ........................................................................................................................... 8 Ilustración 7 Variador de Velocidad Siemens .............................................................................................. 8 Ilustración 8 SITRANS PROLUBE LU 6m ....................................................................................................... 9 Ilustración 9 SITRANS F M MAGFLO 6000 .................................................................................................... 9 Ilustración 10 Montaje Eléctrico ............................................................................................................... 11 Ilustración 11 Conexión profibus .............................................................................................................. 12 Ilustración 12 Esquema de pasarela profibus ethernet ............................................................................. 12 Ilustración 13 creación de nuevo proyecto ............................................................................................... 13 Ilustración 14 Adición del bastidor ............................................................................................................ 14 Ilustración 15 Montaje de la fuente en el Bastidor.................................................................................... 14 Ilustración 16 montaje Básico inicial ......................................................................................................... 15 Ilustración 17 Adición del sistema maestro profibus ................................................................................. 16 Ilustración 18 Montaje EI/PB Link ............................................................................................................. 16 Ilustración 19 Esquema de conexión del variador de velocidad ................................................................ 17 Ilustración 20 Montaje del Micromaster 440 en el profibus ...................................................................... 18 Ilustración 21 Ajuste de parámetros generales Micromaster 440 profibus ............................................... 18 Ilustración 22 Ajuste de velocidad de transmisión Micromaster 440 profibus .......................................... 19 Ilustración 23 comandos usados para compilar y cargar software a la cpu ............................................... 19 Ilustración 24carga de modulo .................................................................................................................. 20 Ilustración 25 programación micromaster440 ........................................................................................... 20 Ilustración 26 Creación de tablas .............................................................................................................. 21 Ilustración 27 Inserción de valores a través de tablas ............................................................................... 21 Ilustración 28 Esquema de conexión del variador de velocidad ................................................................ 22 Ilustración 29 montaje de Sitrans probe Lu 6m ......................................................................................... 23 Ilustración 30 SITRANS PROBE LU 6m Net pro .......................................................................................... 23 Ilustración 31 Ajuste de velocidad de transmisión SITRANS PROBE LU 6m................................................ 24 Ilustración 32 Esquema de conexión del SITRANS F MAGFLO 6000 .......................................................... 25 Ilustración 33 montaje de SITRANS F M MAGFLO 6000 ............................................................................. 25 Ilustración 34 Ajuste de velocidad de transmisión SITRANS PROBE LU 6m................................................ 26 Ilustración 35 Esquema de conexión del SITRANS P300 ............................................................................ 26 Ilustración 36 montaje de SITRANS P300 .................................................................................................. 27 Ilustración 37 inserción al Profibus de SITRANS P300 ................................................................................ 28 Ilustración 38 Ajuste de velocidad de transmisión SITRANS P300 ............................................................. 28 Ilustración 40 Modulo EI/PB Link .............................................................................................................. 29 Ilustración 39 Escalabilidad Ethernet - Profibus ........................................................................................ 29 Ilustración 41 Configuración del direccionamiento IP en el modulo EI/PB Link ......................................... 30 Ilustración 42 Asignación de IP al PC ......................................................................................................... 30 Ilustración 43 Ping exitoso PC -EI/PB Link ................................................................................................. 31 Ilustración 44 Manipulacion del Sitrans Probe LU 6m ............................................................................... 31 Ilustración 45 Esquema planteado en como conclusión ............................................................................ 33
Tabla de contenido Resumen ................................................................................................................................. 1
Palabras clave ......................................................................................................................... 1
Abstract .................................................................................................................................. 1
Keywords ................................................................................................................................ 2
1 . INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 2
2 . MARCO TEÓRICO ................................................................................................................ 3
2 .1 PROFIBUS ................................................................................................................................. 3
2.1.1 Profibus DP ........................................................................................................................ 4
2.1.2 Profibus PA ........................................................................................................................ 4
2.1.3 Profibus FMS ..................................................................................................................... 4
2.1.4 El Cable Profibus ................................................................................................................ 5
2.2 FUENTE DE ALIMENTACIÓN PS 307; 2 A .................................................................................. 5
2.3 CPU 314C 2DP .......................................................................................................................... 6
2.4 SIMATIC NET IE/PB LINK ........................................................................................................... 7
2 .5 VARIADOR DE VELOCIDAD ...................................................................................................... 8
2.6 MEDIDOR DE NIVEL .................................................................................................................. 9
2.7 MEDIDOR DE CAUDALES .......................................................................................................... 9
2.8 MEDIDOR DE PRESIÓN ........................................................................................................... 10
2.9 EL LENGUAJE KOP. ................................................................................................................. 10
3. MONTAJE DE LOS DISPOSITIVOS HARDWARE ..................................................................... 11
3.1 CONEXIÓN DE LA FUENTE ...................................................................................................... 11
3.2 CONEXIÓN PROFIBUS ............................................................................................................. 11
3.2 CONEXIÓN EI/PB LINK ............................................................................................................ 12
4. MONTAJE DE DISPOSITIVOS EN SOFTWARE ........................................................................ 13
4.1 DISPOSITIVOS COMUNES ....................................................................................................... 13
4.1.1 Montaje del Bastidor ....................................................................................................... 14
4.1.2 Montaje del la fuente ...................................................................................................... 14
4.1.3 Montaje de la CPU .......................................................................................................... 15
4.1.4 Montaje de la red profibus .............................................................................................. 15
4.1.5 Montaje EI/PB Link ......................................................................................................... 16
4.2 MONTAJE DE SENSORES ......................................................................................................... 17
4.2.1 Montaje de Micromaster 440 ........................................................................................ 17
4.2.2 Montaje de Medidor de Nivel ........................................................................................ 22
4.2.3 Montaje de Medidor de Flujo ........................................................................................ 24
5. COMUNICACIÓN ETHERNET................................................................................................ 28
5.1 CONFIGURACIÓN IP DEL MODULO EI/PB LINK ....................................................................... 29
5.2 CONFIGURACIÓN IP DEL PC .................................................................................................... 30
CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 32
REFERENCIAS ......................................................................................................................... 34
TABLA DE ILUSTRACIONES ..................................................................................................... 35