campus: estado de méxicop1e3g1practicasredes.weebly.com/uploads/2/2/6/0/22602256/practica_4.pdf ·...

Practica #4 Proyecto de Redes Industriales

Campus: Estado de México

Proyecto de Redes Industriales

Protocolo PROFIBUS DP

Practica #4

Equipo: 3

Grupo: 1

MR2019

No. De integrantes: 2

Luis Francisco Hurtado Urbiola A01169649

Karla Anahí Valle Rubio A01370236

Profesor: Ing. Ricardo Méndez Hernández

Fecha de realización: 26/09/14

Fecha de entrega: 1/10/13


Índice

Página

I. Resumen 3

II. Objetivo 3

III. Materiales 3

IV. Metodología 4

V. Marco Teórico 4

VI. Resultados y simulación 8

VII. Conclusiones 11

VIII. Bibliografía 12

Índice de imágenes

I. Figura 1 4

II. Figuras 2-3 5

III. Figura 4 6

IV. Figura 5-6 9

V. Figuras 7-8 10

VI. Actividad Extra clase 7


1. Resumen:

El controlador SIMATIC-300 es un dispositivo con numerosas aplicaciones en el

sector industrial. Dentro de sus protocolos se encuentra el MPI En el presente

reporte se muestran los resultados de la practica 3. Esta práctica consistió en

interconectar 2 estaciones de modo que se programaron ambas estaciones desde

una sola por medio del protocolo PROFIBUS para implementar una secuencia con

los controladores SIMATIC S7-300. En el cual se pretende configurar,

parametrizar y programar mediante la elaboración de proyectos (KOP) y funciones

(AWL) en el software. La programación del bloque de función se llevara a cabo por

lista de instrucciones (AWL) para realizar una programación sencilla. Debido que

la implementación de este programa no es secuencial, resulta imposible la

implementación de GRAPHSET en esta práctica. Con esta programación se

controlan un par de pistones neumáticos para llevar a cabo ciertas acciones

dependiendo del botón que se presione y de la estación en la que se encuentre

ese botón.

2. Objetivos:

1. Identificar y solucionar problemas de automatización industrial empleando

los PLC S7-300.

2. Comunicar, monitorear e intercambiar datos entre las estaciones SIMATIC

300 mediante la configuración, parametrización e implementación de una

red PROFIBUS DP.

3. Material:

- 2 PLC S7-300

- 16 pares de banana-banana

- Mangueras neumáticas

- 2 Pistones de doble efecto

- 2 Electroválvulas 5/2

- 4 sensores capacitivos

- Cable PROFIBUS


4. Metodología:

1. Analizar cómo deben de implementarse los programas en el PLC para

ambas estaciones.

2. Analizar la secuencia de los pistones o la actividad que ellos deben de

realizar.

3. Solicitar el material necesario para su implementación.

4. Hacer las conexiones pertinentes de la estación neumática hacia el PLC

S7-300 y de PROFIBUS.

5. Implementar el lenguaje requerido para la programación.

6. Revisar la conectividad entre estaciones.

7. Implementación del programa.

8. Realizar el video para la comprobación de la práctica.

5. Marco Teórico

El controlador SIMATIC S7-300 es un

controlador modular para soluciones de sistema

en el rango medio de automatización discreta.

Este controlador tiene aplicación en la industria

como en máquinas en serie y en producción en

planta, ya que normalmente sólo es necesario

programarlo una vez para que lleve a cabo el

proceso establecido por el operador. Sus

ventajas son que cuenta con una ejecución

rápida de comandos y tiene una programación

modular, reutiliza programas y librerías por lo

que se ahorra tiempo al programar para otras

actividades y archiva cualquier proyecto en S7-MMC. La programación se puede

llevar a cabo por diagrama de escalera, diagrama de bloques, lista de

instrucciones, lenguaje estructurado y Graphset. Cuenta con interfaces integradas

para PROFINET y Ethernet, así como para PROFIBUS y MPI. La interfaz de

multipunto (MPI) es usada para enlazar programadores (PG u ordenador

personal), consolas de operador, y otros dispositivos en la familia SIMATIC. El

Figura 1. Controlador se SIMATIC S7-300


MPI está basado en el estándar EIA-485 (anteriormente RS-485) y trabaja con una

velocidad de 187.5 kB/s.

El S7-300 cuenta con diferentes módulos que

se deben de ir configurando dependiendo de la

estación en la que se encuentre. Se deben de

ir declarando en el bastidor del software step7

de forma:

1. Fuente de alimentación (PS)

2. Unidad central de procesamiento

(CPU)

3. Módulo de comunicación/ Módulo de

interface (IM)

4. Módulo/ Módulos de señal(es) (SM)

a. AI: Entradas analógicas

b. AO: Salidas analógicas

c. DI: Entradas digitales

d. DO: Salidas digitales

5. Módulo de Funciones (FM)

6. Procesador de Comunicación (CP)

El CPU que nos tocó configurar en esta

práctica es similar al que se puede observar en

la figura 3. En ella se observan y señalan las

partes que lo componen.

Podemos observar que la configuración en este

módulo en específico es más sencilla ya que

tiene integrado el módulo de señales (SM) en

el CPU.

Aparte de que el RESET del módulo se puede

hacer de forma sencilla al mover una perilla a MRES y se puede configurar para

Figura 2. Tipos de módulos y su clasificación

Figura 3. Es el esquemático del SIMATIC S7-300 que

ocupamos en el laboratorio.


que sea el módulo de comunicación con la computadora para poder subir el

programa a implementar.

Para complementar la práctica, se hizo una pequeña investigación sobre este

protocolo utilizado por SIEMENS.

Al comparar el MPI contra el profius podemos ver claramente algunas ventajas y

otras desventajas. Por ejemplo:

La aplicación de del PROFIBUS esta enfocada a pequeñas redes de célula y

conexión de equipos de campo, en cambio, la MPI esta dirigida a conexiones PG,

TI/OP y PLC´s S7.

El diseño de los nodos de la PROFIBUS no depende del tipo de CPU (excepto en

funciones S7).

PROFIBUS possee un aislamiento electrico mientras que la MPI no.

La velocidad de PROFIBUS es de hasta 12 Mbit/s

y de MPI es de 187.5 kbit/s

PROFIBUS obedece los protocolos FMS, DP,

SD/RCV, comunicación S7, mientras que MPI

unicamente al protocolo de comunicación S7.

El número maximo de nodos y los típicos para

PROFIBUS son de 127/ 2-16 mientras que para la

MPI son de 32/2-10.

Este bus se basa en la comunicación controlada entre maestros (Master Devices).

Entre estas estaciones activas rota un permiso de acceso y control que les permite

enviar mensajes sin necesidad de petición. Y secundarios (Slaves Devices).

Periféricos asignados a los maestros. Consisten en una serie de dispositivos lo

suficientemente inteligentes como para seguir las normas del protocolo, entre los

que podemos encontrar: sensores, actuadores tipo relé, convertidores de

frecuencia, electroválvulas, etc. Su papel es pasivo, pudiendo sólo transmitir

Figura 4. Características del protocolo PROFIBUS


cuando se les ha realizado una petición previa. Suelen ocupar poco tiempo de

comunicación pero son muy numerosos.

Actividad extraclase


6. Simulación y resultados

El objetivo de la práctica es conectar dos PLC’s entre sí para poder mandar

señales de uno a otro, fue necesario hacer dos tablas de símbolos y abrir la

configuración de los dos CPU’s de modo de asignar quien es maestro y quien es

esclavo de los dos S7 300. Para poder hacer las tablas de símbolos, se debe

tomar en cuenta los datos asignados de comunicación de entrada y de

comunicación de salida de cada uno de los CPU´s, éstos nos servirán para poder

intercomunicar un CPU con el otro, de esta manera podemos configurar por cual

byte recibe datos el CPU y por cuál los envía y viceversa con el otro CPU. Una vez

configurados los bytes de entrada y salida de cada uno de los CPU´s, entonces sí

se puede proceder a hacer la tabla de símbolos, en donde para las inputs, outputs

y marcas se tomarán en cuenta los valores seleccionados en los bytes de salida y

entrada, según sea necesario.

Una vez que ya contamos con la tabla de símbolos completa, se procede a

comenzar el programa. El lenguaje de programación que se eligió para la

configuración del bloque de función fue lista de instrucciones (AWL), ya que

debido a la naturaleza de la secuencia no se pudo programar en GRAPHSET,

debido a que no es secuencial, por lo tanto se consideró más sencillo de usar para

una programación con 2 opciones (empezarlo desde una estación o desde la otra).

La secuencia que se programa en AWL es que al tener 4 botones, con cada uno

debe de hacer una acción distinta sin importar el orden con el que se presionen,

(precisamente por este motivo es el que no se puede programar en GRAPHSET).

Con el botón unos ambos pistones deben de estar retraídos, con el botón 2 el

pistón A debe salir y el pistón B debe de estar retraído, con el botón 3 el pistón B

debe de salir y el pistón A debe de estar retraído y con el botón 4 ambos pistones

A y B deben de estar extendidos. Reiterando que se deben de cumplir estas

condiciones sin importar la secuencia que se ocupe para presionar los botones


Figura 5. Hardware de la estación Maestro

Figura 6. SIMATIC Manager


Figura 7. OB1 Estación 2

Figura 8. OB1 Estación 4


Conclusiones

En esta práctica el profesor planteo las funciones de los botones y la de los

pistones. El problema se complicó debido a la comunicación entre ambas

estaciones, nuevamente como en la práctica anterior, la comunicación entre

estaciones se vio afectada por la conexión física de la red PROFIBUS, y surgió un

poco de confusión la designación de los bytes de entrada y salida de ambos

CPU´s, pero gracias a la práctica anterior pudimos identificarlos rápidamente.

Resulta ser un poco confuso luego establecer por cual byte recibe y por cual

manda, ya que si se busca en la configuración de alguno (maestro o esclavo)

recibe y quien manda. Al final resulto posible la implementación de las dos

estaciones.

Luis Francisco Hurtado Urbiola

Durante la práctica 4 implementamos la conexión de dos estaciones mediante el

protocolo de PROFIBUS. La realización de la programación de ambas en una sola

(en nuestro caso la estación 4 en donde se programó la estación 2 y la misma

estación 4) resulto satisfactoria gracias a la práctica anterior y que a mi pensar

estaba menos complicada la practica por lo mencionado en las conclusiones

generales. La designación de bytes de entrada y salida volvieron un poco más

compleja la práctica, no mucho pero si un poco. Al inicio de la practica cuando

intentábamos conectar amabas estaciones resultaba que no mandaba o recibía

datos y nos mandaba a system failure (SF) y a bus failure (BS) así que también

resulto laborioso y tardado estar lidiando con esa parte porque por momentos

comunicaba y por otros no, a veces la estación 4 recibía señal cuando se

mandaba desde la estación 2 a la 4 a activar un byte pero no a la inversa.

Karla Anahí Valle Rubio

La práctica presente estuvo interesante, ya que configuramos 2 PLC S7-300 para

hacer actuar uno como maestro y otro como esclavo. Llevar a cabo una

determinada secuencia en la que cada botón (4 en total y 2 en cada estación)

debería hacer una acción concreta para lograr la secuencia o en su defecto, cada


paso de secuencia deseado. Se tuvo que hacer en escalera ya que no era posible

hacerlo en GRAPHSET debido a que no era una secuencia en sí y no dependía de

sensores. Finalmente se concluyó satisfactoriamente la práctica.

7. Bibliografía

© Siemens AG 2010. All Rights Reserved. SIMATIC S7 SIMATIC S7-300

Control 300 Controladores. Consultado el 23 de agosto de 2014 de

https://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/s

ce_educacion/documentacion/Documents/SIMATIC%20S7300.pdf

Francisco Ruiz Vassallo. (México 2007). Electrónica Digital Fácil Para

Electricistas y Técnicos de Mantenimiento. Ed. Alfaomega.

Berger, Hans. (Berlin 2012). Automating with SIMATIC S7-300 inside

TIA portal : configuring, programming and testing with STEP 7

Professional V11. Berlin : Publicis Publishing.

Butuza, R. ; Dept. of Autom.,"Automation system based on SIMATIC S7 300

PLC, for a hydro power plant" Tech. Univ. of Cluj-Napoca, Cluj-Napoca,

Romania.

Automatización Industrial. (n.d.). Retrieved September 20, 2014, from

http://www.disa.bi.ehu.es/spanish/asignaturas/10574/4.01

Terminal CPX. (n.d.). Retrieved September 20, 2014, from

http://www.festo.com/net/SupportPortal/Files/344454/54876

1e1.pdf

Dr. Joaquín, L. (n.d.). PROFIBUS. Retrieved September 20, 2014, from

http://www.santiagoapostol.net/srca/buses/profibus.pdf

Domingo, D. (n.d.). PROFIBUS. Retrieved September 20, 2014, from

http://uhu.es/antonio.barragan/descargas/aai/Profibus_Domin

go_Diez_Barrero.pdf