Comunicación de Datos Globales

Presentación del tema: "Comunicación de Datos Globales"— Transcripción de la presentación:

1 Comunicación de Datos Globales
Tipos de comunicación La comunicación en el S Comunicación de sistema Condiciones previas referentes al Hardware Condiciones previas referentes al Software Datos globales de red Ajuste de una estación HW Ajuste de la dirección MPI Abrir la Tabla de Datos Globales La herramienta Definir Datos Globales Generar y Cargar Datos Globales Comunicación entre CPUs vía Datos Globales Palabra de comunicación GD Comunicación de módulos vía programa Panorámica de los SFBs de Comunicación Ejercicio La interfase PROFIBUS-DP integrada Ajuste de una red PROFIBUS-DP

2 Tipos de Comunicación Hardware Software Interfase Multipunto (MPI)
PROFIBUS (DP, FDL y FMS) Ethernet Industrial Procesadores de comunicación Punto-a-punto Software Comunicaciones de sistema Datos Globales (GD) Comunicación programada vía Módulos de Funciones de Sistema Hardware Para generar una comunicación entre controladores lógicos programables, dispositivos de programación y otros interfaces basados en PC como el WinCC, están disponibles los siguientes componentes: MPI (Interface Multipunto): intefase entre dispositivos de programación y CPUs y entre tarjetas inteligentes (CPUs, CPs...) PROFIBUS - DP, FDL y FMS: permite la comunicación con componentes de cualquier fabricante que cumplan las especificaciones PROFIBUS. Ethernet Industrial: permite la comunicación con componentes de cualquier fabricante que cumplan las especificaciones Ethernet. Conexión Punto-a-punto vía: permite implementar protocolos estándar como, por ejemplo, el protocolo 3964R Software Algunos tipos de comunicación no requieren un hardware especial, sino que se llevan a cabo a través del MPI (integrado en todos los equipos) y, en la mayoría de los casos, con una programación muy sencilla: Comunicación de Sistema, por ejemplo para poder operar un dispositivo de programación en cualquier momento desde cualquier punto de la red MPI. GD (Datos Globales en la Red) para intercambio cíclico de pequeñas cantidades de Datos SFB (Módulos de Funciones de Sistema) módulos integrados para el manejo de la comunicación similares a los FBs usados con S5. Propiedades El sistema garantiza la sincronización, la consistencia, el transporte, etc. La configuración de la comunicación entre componentes SIMATIC está contenida en el paquete básico de STEP7. KOMM_T1D

3 Protocolos que no son de Siemens como el TF y el FMS
La comunicación en el S7 Comunicación en S7 Comunicación Homogénea Comunicación No-Homogénea Comunicación La comunicación homogénea es la que se produce entre componentes S7 Homogénea que usan el protocolo S7. Comunicación de Sistema GD (Datos Globales en la Red) SFB (Módulos de Funciones de Sistema) Comunicación La comunicación No-homogénea es la que se produce entre componentes S7 No-homogénea y componentes S5, o bien entre componentes S7 y Dispositivos que no sean Siemens a través de cualquier protocolo (como el TF o el FMS). Protocolos que no son de Siemens como el TF y el FMS Protocolo S7 (MPI)

4 Comunicación de Sistema
Funciones de la Programadora (como cargar, status y forzar variable) Funciones WinCC La conexión PG siempre es posible Se puede limitar la carga de ciclo para comunicación (parámetro de la CPU) Comunicación El término “Comunicación de Sistema” se aplica a una forma de comunicación de Sistema propia de la CPU. Esto significa que el usuario no tiene que configurar ni programar nada para lograr su propósito. Funciones de la PG Se incluyen aquí todas las funciones de test y arranque, como el status o la transferencia de módulos. Es posible conectar la PG en cualquier momento sin ninguna configuración adicional. Funciones WinCC Los dispositivos WinCC conectados tiene acceso a todos los operandos del sistema PLC. La iniciativa parte, o bien del dispositivo WinCC que requiere los datos mediante la utilidad de lectura WinCC, o bien de la CPU que se pone activa y envía mensajes de diagnóstico al dispositivo WinCC. Carga del Ciclo Se puede utilizar la herramienta “Configurar el HW” para especificar el porcentaje máximo del tiempo de ciclo que se va a utilizar en tareas de comunicación. KOMM_T1D

5 Condiciones previas referentes al Hardware - 1ª Parte
Interface MPI S7-300 o S7-400 S7-300 o S7-400 CPU 1 CP FM CPU 2 CP FM MPI como bus K MPI como bus K Conexión a la PG vía MPI Conexión entre AGs vía MPI Conexión con OPs vía MPI Introducción La interfase Multipunto (MPI) reemplaza a la interfase PG de los equipos S5. La interfase MPI se puede además utilizar como bus K. Posibilidades de La ventaja especial reside en la posibilidad de que varios dispositivos Conexión puedan establecer una conexión de comunicaciones con la CPU simultáneamente. Esto significa, por ejemplo, que operen en paralelo un dispositivo de programación, un dispositivo WinCC y que se acoplen a otro controlador lógico programable. Esto hace que sea posible crear un enlace visible en red que reemplace a SINEC L1. El número de canales de conexión simultánea depende de la CPU. Por ejemplo, la CPU 314 tiene cuatro conexiones activas por nodo. Propiedades Las características más importantes de la interfase MPI son: RS 485 187.5 KBaudios Distancia hasta 50 m (entre el primer y el último nodo) y para los repetidores, 1000 m entre dos repetidores Componentes (cable y conectores) de PROFIBUS KOMM_T1D

6 Condiciones previas referentes al Hardware - 2ª Parte
Cable conector MPI Al MPI de la CPU SINEC RS485 Conexión para PG/WinCC Conectores Hay dos tipos de conectores disponibles para instalar un bus MPI. El conector izquierdo de los dos mostrados en el dibujo, con conector para PG, se utiliza para conectar unas estaciones con otras dentro de la red MPI permitiendo simultáneamente conexión temporal con la PG en cualquier momento. El conector derecho, sin conector para PG, se utiliza si no es necesario conectarse a una PG en ese punto. Es necesario colocar una resistencia de cierre en los nodos de los extremos del bus. Conexión La conexión de un dispositivo de programación o un PC a la interfase MPI del PLC se requiere: Un módulo MPI en la PG o el PC y un cable de conexión, o Un cable de conexión con un convertidor integrado (si no hay ningún slot disponible en la PG o el PC). El cable PC/MPI tiene las siguientes propiedades: Longitud 5 m Velocidad del convertidor KBd del convertidor al PLC 9.6 KBd KOMM_T1D

7 Condiciones previas referentes al Software
Lista de Comprobación Una estación HW para cada CPU que opere en la red Usando el Administrador de SIMATIC Datos de configuración (ajustando la dirección MPI) Usando la herramienta “Configurar el HW” Tabla de Datos Globales Usando la herramienta “Definir Datos Globales” Crear una Cada CPU que opere en la red debe tener su propia estación hardware. Estación HW Los ficheros de programa se guardan en el mismo proyecto y se crean mediante el Administrador SIMATIC. Dirección MPI Debe ajustar la dirección del nodo MPI para cada CPU de la red mediante la herramienta “Configurar el HW”. Cada nodo recibe una dirección diferente. Antes de conectar las CPUs con el cable PROFIBUS, transfiera la configuración con la dirección MPI cambiada a la CPU. Módulos de Datos La herramienta Tabla de Datos Globales se usa para el intercambio de GDs. de Sistema El sistema genera automáticamente un módulo de datos de Sistema en cada programa de usuario. La herramienta Tabla de Datos Globales ayuda a distribuir los módulos de datos de sistema a las CPUs afectadas. KOMM_T1D

8 Datos Globales de Red CPU CPU CPU MW 10 MW 30 MW 20 Datos Globales
Datos Globales Los Datos Globales sirven para intercambiar pequeñas cantidades de datos de Red (máximo 22 por cada paquete de datos en la CPU 31x, máximo 54 bytes para la CPU 41x) entre varias CPUs. Los controladores lógicos programables se pueden conectar vía MPI, PROFIBUS o Ethernet Industrial. Los datos globales están limitados a una red. Configuración El intercambio de Datos se configura con ayuda de la herramienta “Definir Datos Globales”. El primer paso es seleccionar las CPUs que van a participar. Esto se lleva a cabo seleccionando la estación HW asignada a la CPU. Entonces se introducen en una tabla los datos que se van a transferir junto al origen y el destino. Intercambio de El sistema operativo ejecuta el intercambio de datos, es decir, no se necesita ninguna programación. La transferencia tiene lugar en el punto de control del ciclo. La consistencia de los datos se garantiza dentro de un paquete de datos. Cada CPU puede tomar parte en varios círculos de GD (Datos Globales) independientes. El número de círculos GD depende de la CPU (por ejemplo, para la CPU 314 el número máximo es cuatro). Se pueden utilizar esos círculos en cualquiera de los dos modos siguientes: 1) Una CPU envía un paquete de datos y otras (hasta cuatro) lo reciben. Es decir, una CPU en este círculo GD es o bien la emisora o bien la receptora del paquete de datos. 2) Exactamente dos CPUs forman el círculo, y cada una envía y recibe. KOMM_T2D

9 Ajuste de una Estación HW
Crear Las estaciones HW para cada CPU se generan en el Administrador SIMATIC. Estaciones HW En el ejemplo hay tres CPUs en red. Las estaciones HW de las CPUs se llaman, por ejemplo: SIMATIC 400 Estación 1, SIMATIC 400 Estación 2, SIMATIC 400 Estación 3.

10 Ajuste de la Dirección MPI
Configurar el HW Después de crear las estaciones hardware con el Administrador SIMATIC, llame a la herramienta “Configurar el HW” y abre todas las estaciones afectadas. Direcciones MPI Haga doble-clic en la línea que contiene la CPU y después haga clic en el botón de comando del MPI. Compruebe que esté activa la opción “Conectado a la red” y ajuste la nueva dirección MPI. Podrá cambiar los parámetros de la red, como la velocidad, cuando use el botón de comando “Nuevo”. Asegúrese de que todos los nodos tienen el mismo número de red (por ejemplo 0) y de que cada CPU tiene diferente dirección MPI. Generar un módulo Salve los parámetros de CPU que ha ajustado en al disco duro y transfiera el de datos de sistema módulo de datos de sistema a la CPU (carga). Generar enlaces Después transfiera la configuración individualmente (punto-a-punto) a los en Red nodos afectados. La red se genera entonces en el hardware (conecte el cable PROFIBUS) y se prueba. En ese momento es posible generar una conexión on-line con todas las CPUs !

11 Abrir la Tabla de Datos Globales
Abrir la Tabla de GD Utilice el pulsador izquierdo del ratón para activar un medio de transferencia en el Administrador SIMATIC. Abra la tabla de datos globales seleccionando el comando "Herramientas ==> Datos Globales" del menú. Los datos globales son enviados al final de un ciclo libre. Los datos recibidos son almacenados al comienzo del ciclo en los operandos disponibles. En cualquier caso, el usuario puede especificar un factor de reducción. Además, se pueden utilizar las SFCs para implementar el intercambio de GD de modo orientado a evento.

12 La herramienta Definir Datos Globales
Definir Utilice la herramienta “Definir Datos Globales” para crear la tabla de GD. Datos Globales Aquí es donde se determina qué datos son enviados a cada CPU, qué CPU es la que los envía, y qué datos van a ser recibidos. Primero debe seleccionar la estación HW de la CPU correspondiente. Esto ocurre cuando se selecciona el comando “Editar --> CPU” del menú Entonces se introducen el al tabla los datos que van a ser transferidos junto con el origen y el destino.

13 Generar y Cargar Datos Globales
Generar el SDB210 La ilustración proporciona un ejemplo de cómo rellenar la pantalla de la herramienta para definir datos globales. Los campos resaltados identifican la CPU emisora. Antes de generar el SDB con los datos de la tabla es necesario salvarla. A continuación es necesario compilar la tabla a un módulo S7. Para ello utilizaremos el comando “Archivo --> Compilar” del menú. Entonces el sistema genera automáticamente un SDB10 para cada estación HW que haya en la tabla. Si ha hecho cambios en el factor de reducción o en la barra de estado, debe activar “Compilar” una segunda vez. En caso contrario recibirá un mensaje en la pantalla. El usuario debe transferir los módulos de datos de sistema a las respectivas CPU con el comando “PLC --> Carga” del menú. Factor de Reducción Cada paquete de datos se transfiere o se recibe cada ocho ciclos. Puede ajustar otro valor a través del comando “Ver --> Velocidades de Scan" del menú. (Los valores permitidos son para el emisor y para el receptor) Estado Se puede especificar una doble palabra para cada paquete de datos en la que se guardará la información del estado. Esta información se refiere a si la comunicación se ha llevado a cabo o no y si se ha producido algún error. El sistema operativo guarda las respuestas en esa doble palabra. Para ver la palabra de estado utilice eI comando “Ver --> Estado” del menú. KOMM_T2D !

14 Comunicación entre CPUs vía Datos Globales
Círculo GD S GD 1.1 R GD 1.1 1 R GD 1.2 S GD 1.2 2 R GD 2.1 S GD 2.1 R GD 2.1 R GD 2.1 R GD 2.1 S GD 3.1 R GD 3.1 3 R GD 3.2 S GD 3.2 4 R GD 4.1 S GD 4.1 R GD 4.1 ¿Qué es un Un círculo GD es un distribuidor de paquetes GD previamente definido. Una Círculo GD? CPU puede enviar o recibir datos desde otras CPUs del círculo de datos globales. Un círculo GD puede ser: Un conjunto de más de 2 CPUs. Una de ellas es la emisora y las otras son las receptoras de los paquetes de datos. Una pareja de CPUs. Cada CPU le envía un paquete de datos a la otra y, a su vez, recibe los paquetes de datos que la otra le envía. Número de Cada CPU de un S7-300 puede participar en hasta 4 círculos GD diferentes. Círculos GD En un intercambio de datos vía comunicación GD en una red MPI pueden participar hasta 5 CPUs. Ejemplo de Los diagramas de la parte de arriba muestran los principios de la Círculos GD comunicación vía Círculos GD. GD 2.1 1. Paquete de GD Círculo de GD 5 S GD 5.1 R GD 5.1 R GD 5.1 6 R GD 6.1 S GD 6.1 R GD 6.1 S=Emisor; R=Receptor; GD x.y=paquete GD y en el circulo de datos globales x

15 Palabra de Comunicación GD
MD 120 MB 120 MB 121 MB 122 MB 123 7 6 5 4 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 Error de longitud de área en el emisor Falta DB en el emisor Se perdió paquete GD Error de Sintaxis en el paquete GD Falta un objeto GD en el paquete GD Las longitudes de los objetos GD en el emisor y el receptor son distintas Error de longitud de área en el receptor Falta DB en el receptor Mostrar el Estado Se puede definir una doble palabra de estado para cada paquete de datos globales de cada CPU. En la tabla, la doble palabra de Estado tiene el identificador “GDS”. Evaluación del Estado Si asigna la doble palabra de Estado a un operando de la CPU que tenga el mismo formato (por ejemplo la MD120), podrá evaluar el Estado en el programa de usuario o bien a través de la programadora. Estructura de la Doble La GDS se genera de modo orientado a bit. El significado de un bit a 1 Palabra de Estado(GDS) se explica en la ilustración. Cada bit permanece a 1 hasta que sea reseteado por el programa de usuario o a través de la programadora. Los bits que no se explican en el dibujo superior no están reservados y, por el momento, no tienen ningún significado. La GDS ocupa una doble palabra. Para que se comprenda mejor, en la ilustración se ha utilizado la MD 120. Estado Global STEP 7 define un Estado Global (GST) en todos los paquetes de GD. El estado global, que es también una doble palabra con idéntica estructura que la doble palabra de Estado (GDS), es el resultado de una operación lógica OR con todas las dobles palabras de estado. El receptor tiene datos nuevos. El emisor ha llevado a cabo un rearranque.

16 Comunicación de Módulos vía Programa
CPU 1 CP FM CPU 2 CP FM MPI como bus K MPI como bus K MPI PROFIBUS/Ethernet Industrial Envía módulo Recibe módulo USEND Introducción Además de la comunicación vía Datos Globales, también es posible la comunicación de módulos programada. Al contrario que la comunicación de datos globales, este procedimiento es apropiado para grandes cantidades de datos y transferencia orientada a evento. En el sistema operativo del S7-400 hay Funciones de Sistema (SFB) para este fin. Los módulos se dividen en: módulos para enviar, módulos para recibir y módulos para controlar funciones (como stop, rearranque completo y funciones de control para el seguimiento de dispositivos remotos). Prerrequisito Los dispositivos de comunicación deben estar conectados vía interface MPI o vía PROFIBUS/Ethernet Industrial. URCV KOMM_T3D

17 Panorámica de los SFB para Comunicación
SFB/SFC Las funciones de sistema están almacenadas en el sistema operativo de la CPU. En los manuales y en la ayuda on-line (Administrador SIMATIC --> PLC --> Información del Módulo) podrá ver qué funciones están disponibles en cada CPU. Al estar los módulos almacenados en la CPU, para poder utilizarlos y ajustar sus parámetros en programación off-line, tendrá que copiar los módulos necesarios en su programa de usuario. Función de los SFB Los SFB del 8 al 15 desempeñan las funciones de envío y recepción. Los SFB del 19 al 21 sirven como funciones de control, los SFB 22 y 23 y la SFC 62 sirven como funciones de monitorización. Los módulos de comunicación son independientes del tipo de red, es decir, son los mismos para MPI, PROFIBUS y Ethernet Industrial. KOMM_T3D

18 Ejercicio 12: Comunicación de Datos Globales
Intercambie Datos entre dos Controladores Lógicos Programables Ejercicio 14: Generar una una comunicación de GD entre dos autómatas Ver Capítulo 15: Ejercicios Resueltos

19 La interfase PROFIBUS-DP Integrada
DP MAESTRO DP MAESTRO DP MAESTRO DP MAESTRO S7 S7 S7 400 CPU 414- 1 S7 S7 PS S7-300 CPU 315- 2 DP S7 S7 PS S7-300 CPU 314 S7-300 CP 342- 5 DP S7 PS 10A S7 400 CPU 414- 2 DP PS 10A CP 443- 5DP PROFIBUS-DP DIN Parte III PS S7-300 IM S7-300 SIEMENS 153-1 (máximo 8 unidades) ET200M DP Esclavo El S7-300 y el S7-400 se pueden conectar a una red PROFIBUS-DP mediante procesadores de comunicaciones o CPUs con interfase PROFIBUS-DP integrada. Las CPUs con interfase PROFIBUS-DP integrada hacen posible tener una configuración distribuida de PLCs de fácil manejo y alta velocidad. Desde el punto de vista del usuario, las entradas y salidas distribuidas se tratan como si fueran centrales, es decir, la misma configuración, direccionamiento y programación. Maestro S7-300 o S7-400 CPUs con interfase PROFIBUS-DP integrada S7-300 o S7-400 con CPs SIMATIC S5 PC u otros equipos no-Siemens DP Esclavos Equipos ET 200 de E/S distribuidas Dispositivos de campo Paneles de Operación (OP) ......

20 Ajuste de una Red PROFIBUS-DP
Configuración de Asigne una red PROFIBUS y una dirección PROFIBUS (la dirección por una Red PROFIBUS defecto a través de SW) al Maestro DP, que se ha creado en el sistema maestro. Abra la CPU con Seleccione el Maestro DP, pulse el botón derecho del ratón --> “Abrir Sistema Maestro." Use el comando “Nuevo” para crear una nueva red PROFIBUS. Al asignar una red PROFIBUS, se abre automáticamente una ventana adicional (“Tabla de Configuración del Sistema Maestro”) para asignar los esclavos DP. +

21 Esclavos DP Disponibles
ET 200M ET 200B ET 200U ET 200C Está compuesto por un módulo interface y varios módulos de la familia del S7- 300 Está compuesto por un módulo interface y varios módulos de la familia del S5 Es un dispositivo periférico pequeño y compacto con puertos de entrada y salida integrados Lo primero es insertar un esclavo DP esclavo en el sistema maestro. Están disponibles, entre muchas otras, las siguientes variedades: Esclavos Modulares Módulos interfase con módulos S5 o S7 asignados, como la ET 200M, la ET 200S, la ET 200U, la ET 200X... Esclavos Compactos Módulos con puertos de entrada y salida analógicos o digitales integrados, como la ET 200B, la ET 200C.... Esclavos Inteligentes Como el CP o el AG 95 L2-DP Slave con funcionalidad de esclavos Dispositivos de Como contactores y válvulas Campo Es importante recordar que este sistema es totalmente abierto. Tanto los maestros, como los esclavos, pueden ser equipos de cualquier fabricante, siempre y cuando se adapten al la norma PROFIBUS. Es un dispositivo periférico pequeño y compacto con puertos de entrada y salida integrados y con un nivel de protección IP 66/IP 67

22 Insertar Esclavos DP Para insertar esclavos DP es necesario seguir los siguientes pasos (para el ejemplo se utiliza la ET 200M): Elija el IM 153 del catálogo. Confirme la pantalla “Propiedades” con “Aceptar”. Abra la ET 200M con + Equipe la ET 200M con componentes del catálogo (como una tarjeta 8DI/8DO). A continuación ajuste los parámetros de las SMs como de costumbre. Dirección PROFIBUS STEP 7 sugiere y asigna la dirección PROFIBUS por defecto. Direcciones E/S A cada entrada/salida se le asigna exactamente una dirección a través de la cual se direcciona esa entrada o salida. STEP 7 asigna automáticamente esta dirección (que, por supuesto, se puede cambiar) y la introduce en la tabla de configuración debajo de “Entradas” o “Salidas”. También introduce la longitud.

23 Configuración de la Red
Configuración de La configuración da una idea de la estructura de red en el proyecto. Redes en el Proyecto En pantalla se muestra lo siguiente: Nombres de las redes Tipos de las redes Direcciones de los nodos Nombres de los módulos programables para la red Se pueden desactivar los “Tipos de red” para que no aparezcan en la lista.