ELECT-MODULO ASISTENCIA
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1. Manual de usuario de la tarjeta de comunicaciones Ethernet del aut mata maestro 6 CQM1H DataSheets Manual de usuario de los aut matas escla vos 1 hesi dan Hilda Baal daig PACA Pescara Tiga a Tear mind ei Figura 14 Ventana principal de la aplicaci n dise ada 532. final de la cadena donde posteriormente se retirar para su almacenamiento Para que este proceso se lleve a cabo de forma sencilla y robusta se hace uso de buses industriales per mitiendo tambi n una mejor gesti n del proceso productivo en cuanto a reparto de tareas A su vez se realizar la moni torizaci n desde un ordenador remo to O A e e a PANA O A A El horno de pintura de la fig 1 se divide en varias etapas zonas Se trata de un t pico proceso donde una cinta transportadora es la encargada de llevar unas piezas determinadas a lo largo de las distintas etapas seri grafiado secado etc A continuaci n se describe fun cionalmente este proceso indus trial e Entra una pieza en la cadena de producci n lo que activa la cinta transportadora Niveles de Automatizaci n Pir mide CIM La pir mide CIM Computer In tegrated M anufactured establece la siguiente clasificaci n de las redes de automatizaci n en 4 niveles aten diendo a su funcionalidad fig 2 e El nivel m s bajo se denomina Ni vel de planta el cual se encarga de la conexi n de sensores y actuado res a trav s de redes de dispositivos Febrero 2004 y i E Nivel de gesti n m cho control Figura 2 Pir mide de automatizaci n CIM e El siguiente el nivel de campo es una red industrial encargada de co municar distintos PLCs de peque a mediana potencia de c lculo El tercer nivel es el
3. Redes Industriales Monitorizaci n de una red industrial Omron R Ros A Gardel J Ure a Dpto Electr nica Universidad Alcal Figura 1 H orno de pintura 50 En los ltimos a os las redes de au tomatizaci n industrial han experi mentado un gran crecimiento debi do en gran medida al auge de las nuevas tecnolog as en la sociedad El entramado industrial recoge los avances tecnol gicos de una mane ra lenta sin olvidar temas importan tes como la compatibilidad con equi pos antiguos y facilidad de manteni miento Las ventajas que las redes industriales actuales confieren a la empresa han sido sin lugar a dudas las razones por las que su implanta ci n se est extendiendo r pidamen te en funci n del volumen de nego cio que tenga la empresa Introducci n a las redes de automatizaci n industrial Un conjunto de aut matas sin un protocolo de comunicaciones est ndar no es capaz de resolver los problemas que existen en una industria y complican el manejo puesta en marcha y su manteni miento Si se desea realizar tareas de control y supervisi n de forma remota hay que ir hacia la utilizaci n de redes industriales Adem s incluyendo Ethernet en la planta industrial se puede tener un f cil acceso a bases de datos hist ricos gr ficos de tendencia y todo ello sin cambiar las herra mientas ofim ticas de un PC est ndar Muchos sistemas se componen de equipos de diferentes fabricantes y fun
4. a ver si la tarjeta Ethernet del PLC est configurada correctamente lo m s sencillo es ejecutar el coman do PING direcci n_IP Si el aut mata contesta quiere decir que su configuraci n es correcta En una red industrial OM RON el servicio de mensajes est constituido por una serie de comandos y respues tas denominados mensajes FINS Los mensajes FINS se ejecutan en el nivel de aplicaci n y permiten una comu nicaci n flexible y la transmisi n en tre redes permitiendo comunicar hasta 3 niveles de redes incluyendo la red local Para que el aut mata CJ1 haga de pasarela entre DeviceNet y Ether net incorpora un m dulo maestro de red DeviceNet En el siguiente apar tado se va a analizar la configuraci n de la red DeviceNet Configuraci n de la red DeviceNet En este apartado se va a confi gurar la red DeviceNet por la que se necesaria para transmitir la informa ci n de los sensores y de los actua dores Esta red necesita de una fuente de alimentaci n externa de 24V y los elementos conectados siguen una topolog a en bus Normalmente se asigna al PLC maestro la direcci n 63 direcci n m s alta de la red DeviceNet Los PLC esclavos se van a configurar con las direcciones 1 y 2 La Figura 8 mues tra la red DeviceNet que se desea construir Cada una de las direcciones De viceNet se configuran ver fig 9 mediante unos interruptores en la parte frontal de cada m dulo Device Net CJ1 DRM21
5. bles asociadas al CJ1G para realizar la monitorizaci n de unos canales determinados Despu s de crear un nuevo proyecto se defi ne la conexi n que van a tener las variables de monitorizaci n con el aut mata a trav s de la red Ethernet y ya est n listas para ser utilizadas en los scripts o secuencias de comandos fig 13 Ahora cualquier variable que se vincule a la conexi n definida con el nombre PLC_ETHERNET podr te ner asociado un canal de la memo ria del aut mata CJ1G mediante Ethernet Aplicaci n final En la figura 14 se muestra la in terfaz gr fica dise ada para poder realizar una monitorizaci n comple ta del horno de pintura El SCADA re coge la informaci n de las variables asociadas al aut mata las procesa y en funci n de los datos obtnidos rea liza las animaciones correspondien tes mover la cinta serigrafiado gi rar la h lice del ventilador etc BLE_AETHERRET AE ETHE ET Era Evaseraie de PLC ETHERNET PLC_ETHERAETO A PLO_ETHERRETDA PLE ETHERRE 1 L0s PLC_ETHERRETO Taipi ieii a Coda hbi salt Bibliograf a 1 Control Distribuido de Buses de Campo Publ U A H 2002 2 P gina Web de OMRON http Wwww omron com 3 CJ1GH DataSheets Manual de usuario de los aut matas maes tros 4 CJ1GH DRM21 DataSheets Manual de usuario de la tarjeta de comunicaciones DeviceNet de aut mata maestro 5 CJ1GH ETN11 DataSheets
6. cionan en diferentes niveles de automatizaci n al utilizar redes de comunicaci n industrial abiertas como Ethernet Profibus o AS i es posible trabajar de forma coordinada para obtener un resultado satis factorio Este avance ha llevado a la industria a realizar interfases total mente independientes del fabricante como son los servidores OPC tanto hardware como software Los protocolos propietarios como Controller Link de Omron proporcionan sencillez en la puesta en marcha del sistema pero tienen la contrapartida de s lo poder conectar equipos del mismo fabricante o conectar una pasarela a otra red industrial de arquitectura abierta Aplicaci n Industrial Horno de Pintura Para dar soporte a la red indus trial que se va a montar se propone el dise o de un proceso industrial real como es un horno de pintura tal como se presenta en la Figura 1 El proceso en cuesti n posee todos los elementos industriales t picos como aut matas sensores actuadores etc comunic ndolos entre s a tra v s de redes industriales TL e FALTIS DOLOR Cl TI VALTA COLOR 7 TM VALIDA COLOR Ti Ti ALWILA DEMERAL En la siguiente etapa se procede a detectar el color de la pieza y en funci n del mismo se serigraf a la pieza e Tras la etapa de pintado se condu ce la pieza a una etapa de secado compuesta b sicamente por un ven tilador de velocidad variable e Por ltimo la pieza sale de la eta pa de secado y se dirige al
7. e T pE era re 51 Redes Industriales Figura 8 Red DeviceNet Figura 9 Configuraci n de las tarjetas DeviceNet Figura 6 Configuraci n de la tarjeta CJLETNU I Ems DIEPE HF Diferen apr a en Pur A a Fimi S pad e here jem a cu A Figura7 Configuraci n de la tarjeta CILETNU ID A s a Diaries Carige mismes 52 pmm a ia a E TAi silos ia i aii da 1 de 0 AO Paso 1 en primer lugar se abre la tabla de Entradas Salidas situada en la ventana izquierda y seleccionan do la tarjeta de red Ethernet se elegir la opci n Configuraci n de unidad del men desplegable fi gura 5 e Paso 2 definir la m scara de su bred la direcci n IP del aut mata la tabla de direcciones IP y dem s pa r metros tal y como se indica en la figura 6 e Paso 3 configurar ver fig 7 el env o de correo electr nico de la tar jeta Ethernet del aut mata direcci n y opciones del env o de correo direc ci n de correo de destino as como la direcci n IP del ordenador que es tar configurado como servidor de correo electr nico en este caso 172 29 28 13 La ventaja a adida que posee este m dulo es que una vez confi gurado se puede establecer comuni El IA rd Tamm a iim r ti D ben pramis ir cam Brina LED T bai pania e rt E pen presta 1d pD a eE prei amn aman E 3 caci n con el PLC v a Ethernet ga nando en velocidad de transmisi n Par
8. nivel de control donde se realizar n las tareas de con trol desde PLCs de gama alta a PCs con programas dedicados de control industrial p ej el PCS7 Siemens e En el nivel superior est el nivel de gesti n donde pueden existir diferen tes ordenadores que monitorizan y supervisan el proceso industrial de manera global La pir mide recoge informaci n de niveles inferiores y reduce dicha informaci n para pasarla a los nive les superiores dado que si no la po tencia de c lculo y velocidad para tareas de control no ser a suficiente De un nivel a otro se necesita un ele mento que haga de pasarela p e CJ1 con m dulos tanto de Ethernet como de DeviceNet Cada nivel de comunicaci n re quiere unas prestaciones de comuni caci n y unos elementos distintos en cada caso Montaje de la Red Industrial propuesta Se desea construir una red in dustrial que incluya redes de campo a la vez que redes de gesti n permi tiendo un mejor rendimiento en el proceso industrial Por ello se har uso de dos re des de protocolo abierto Ethernet y Febrero 2004 Redes Industriales DeviceNet Ethernet permitir comu nicar un PC supervisor con un PLC el cual se configurar como maestro de una red DeviceNet que a su vez se utilizar para controlar y supervisar aut matas esclavos El esquema pro puesto se muestra en la figura 3 Como se muestra en la citada fi gura la informaci n recogida de los sensore
9. para el maestro y CQM 1 DRT21 para los esclavos Las direcciones DeviceNet de los diferentes m dulos son PLC CJ1G DRM 21 maestro direc ci n 63 Eleruei e PLC CQM1H DRT21 esclavo 1 direcci n 1 e PLC CQM1H DRT21 esclavo 2 direcci n 2 Una vez que se han asignado las direcciones a los diferentes m dulos DeviceNet hay que asignar canales de comunicaci n a los m dulos esclavos dentro del mapa memoria del maes tro Para ello se puede hacer uso de un configurador como pueda ser DeviceNet Configurator Los canales de comunicaci n DeviceNet utilizados en la aplicaci n son PLC maestro 3201 63 1 PLC esclavo 1 PLC maestro 3202 63 2 PLC esclavo 1 PLC maestro 3301 63 1 PLC esclavo 101 PLC maestro 3302 63 2 PLC esclavo 101 A continuaci n se describen los pasos necesarios para configurar la red DeviceNet seg n las especificacio nes arriba indicadas El programa a utilizar ser DeviceNet Configurator 2 32 e Paso 1 en primer lugar se monta r la red DeviceNet cogiendo un CJ1GH DRM 21 y dos CQM 1H DRT21 de la ventana izquierda y conec t ndolos en la ventana de la derecha A continuaci n fig 10 se asigna el n mero de nodo 63 al maestro Febrero 2004 haa a Dimmi bikin ee AEN F a a O a a i kar Figura 10 DeviceNet Configurator CJ1 y a los esclavos CQM 1H los n meros 01 y 02 e Paso 2 regi
10. s se transmite v a DeviceNet desde los aut matas 1 y 2 hacia el PLC maestro Una vez que el maestro tiene esa informaci n la procesa y env a las correspondientes se ales de actuaci n por DeviceNet Por otro lado una aplicaci n SCADA se dedi ca a monitorizar el proceso del PLC maestro mediante la red Ethernet Existe una red basada en Ether net con caracter sticas industriales denominada Ethernet Industrial Se utiliza cuando hay que realizar tareas remotas de control y o supervisi n Fabricantes como Moxa Entrixs Siemens y Sixnet tienen productos relacionados con Ethernet Indus trial Configuraci n de la red Ethernet La red Ethernet fig 4 consta de dos nodos con direcciones IP de una subred privada Con el software apropiado CX Programmer CX Ser ver CX Supervisor se podr an conec tar varios ordenadores a la red Ether net permitiendo la monitorizaci n desde distintos puntos de la f brica Figura 3 Red industrial a construir CHICG H 172 29 35 15 171242149 PE Figura 4 Red Ethernet El m dulo de comunicaciones Ethernet del aut mata CJ 1 ETN11 se configura utilizando la herramienta CX Programmer En primer lugar se abre un nuevo proyecto y se define en este caso un PLC tipo CJ1G con una CPU42H A continuaci n se realizan los siguientes pasos para configurar la tarjeta Figura 5 Configuraci n E CHHPH E ERA A tai m
11. strar los aut matas es clavos para que el maestro los pue da reconocer fig 11 Paso 3 definir la tabla de entradas y salidas necesaria para mapear las Figura 11 Definici n de esclavos en DeviceNet direcciones DeviceNet de cada uno de los esclavos de acuerdo a las es pecificaciones anteriores fig 12 Paso 4 establecer la conexi n con el PLC maestro para poder cargar OA EEFERE h Figura12 Mapeado esclavos en memoria maestro posteriormente la tabla de entra das y salidas definida en el paso an terior e Paso 5 por ltimo se env a toda la informaci n de la red DeviceNet al aut mata maestro C 1 para indicar le que tiene dos esclavos nodo 01 Febrero 2004 Redes Industriales y nodo 02 y que sus canales de E S est n mapeados en las posicio nes de memoria indicadas anterior mente Una vez cargada la configura ci n en el aut mata maestro ya se podr a comenzar a utilizar la red De viceNet Se han realizado distintas pruebas de env o recepci n a trav s de la red DeviceNet obteniendo un tiempo como m nimo de 2 ms des de que se realiza una petici n de un dato por parte del maestro hasta que el esclavo le responde con dicho dato Esta latencia se debe al ciclo de scan Monitorizaci n utilizando CX Supervisor CX Supervisor es un programa de OMRON dise ado para editar aplicaciones SCADA Dentro de la aplicaci n SCADA se tienen que de finir las varia
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