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Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 1
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
Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 2
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
Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 3
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
Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 4
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
Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 5
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.
Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 6
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
Practica #4 Proyecto de Redes Industriales Page 7
cuando se les ha realizado una petición previa. Suelen ocupar poco tiempo de
comunicación pero son muy numerosos.
Actividad extraclase
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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
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Figura 5. Hardware de la estación Maestro
Figura 6. SIMATIC Manager
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Figura 7. OB1 Estación 2
Figura 8. OB1 Estación 4
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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
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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.
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http://uhu.es/antonio.barragan/descargas/aai/Profibus_Domin
go_Diez_Barrero.pdf
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