PDF de programación - Tema: Red PROFINET con S7-1200 - Guía 10 - Autómatas Programables

Autómatas Programables. Guía 10

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Facultad: Ingeniería
Escuela: Electrónica
Asignatura: Autómatas Programables
Lugar de ejecución: Instrumentación y
Control (Edificio 3, 2da planta)

Tema: Red PROFINET con S7-1200
Objetivo General

• Comunicar PLCs S7-1200 a través de una red PROFINET.

Objetivos Específicos

• Configurar los bloques de instrucción para la comunicación entre los PLCs
• Comprobar las transferencias de datos entre los PLC de la red
• Conectar la red de PLCs

Material y Equipo

• 1 Computadora con tarjeta de red Ethernet y el programa STEP7 (TIA PORTAL V12)

instalado

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•

3 PLCs S7-1200 con simulador de entradas
1 Cable cruzado Ethernet
3 Cables de alimentación de 120-240 VAC
12 Cables de conexión
1 Switch Ethernet
3 Cables planos Ethernet

Introducción Teórica

PROFINET es la evolución del estándar abierto de Ethernet industrial para la automatización.
Utiliza Ethernet Industrial y permite la comunicación en tiempo real desde el nivel de campo
(Plcs y otros dispositivos) hasta el nivel de gestión (sistemas informáticos e internet),
aprovechando plenamente los estándares de las tecnologías de la información existentes.
PROFINET tiene determinismo y permite establecer prioridades en la red, evitando así la
saturación de la red e incrementando por tanto la seguridad en la comunicación.
PROFINET llamado así porque es Profibus sobre Ethernet, ofrece soluciones de red para
fábricas y procesos de automatización, para aplicaciones de seguridad, aplicaciones de
control de movimiento sincronizado. La comunicación PROFINET se basa en protocolos
Ethernet, UDP, TCP e IP. Existen dos versiones de redes PROFINET. PROFINET I/O con la
integración de dispositivos de campo descentralizados simples y aplicaciones de tiempo
crítico. PROFINET CBA (Component Based Automation) se ocupa de la integración de

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sistemas de automatización basadas en componentes.

Características de una red PROFINET I/O:

• Alta resistencia, a condiciones de humedad, condensaciones, temperaturas extremas,

vibraciones e interferencias electromagnéticas.

• Redundancia de anillo rápida (< 200ms).
• Equipos modulares con sustitución en caliente.
• Consta de una total integración, diagnosis de red integrada en PLC, HMI.
• Facilidad de mantenimiento.
• No se producen reflexiones en cables ni problemas de cableado (ej. Ausencia de

resistencia terminal) con PROFINET.
Los problemas de conexión solo afectan a dos puntos de un enlace y no a la línea
entera (fácil localización de fallas).

• Usando 100Mbit/s Ethernet, PROFINET alcanza una velocidad de transmisión

significativamente alta (por ejemplo comparado con PROFIBUS DP)

• Topología lineal y estructuras de anillo redundante posibles sin componentes de red

•

• Soporte de topologías variadas tales como estrella, árbol, bus o anillo (Ver Figura 1).
• Varios medios disponibles para la red, cable de cobre Cat5, cables de fibra óptica de

• Acceso a máquinas y plantas mediante una conexión segura VPN (Para

adicionales.

vidrio y plástico, e IWLAN.

mantenimiento remoto).

Figura 1. Topologías de red.

Protocolos soportados por el S7-1200
Los protocolos Ethernet soportados por la CPU S7-1200 son TCP e ISO on TCP

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Protocolo TCP (Transport Control Protocol)
El objetivo principal de TCP es ofrecer un servicio de conexión seguro y fiable entre los
equipos de procesos. Este protocolo tiene las características siguientes:

• Protocolo de comunicación eficiente puesto que está vinculado estrechamente al

hardware.

• Adecuado para cantidades de datos medianas y grandes (hasta 8192 bytes).
• Ofrece numerosas prestaciones más a las aplicaciones, en particular:

 Recuperación de errores
 Control de flujo
 Fiabilidad

• Protocolo orientado a la conexión.
• Puede utilizarse muy flexiblemente con sistemas de terceros que soporten únicamente

TCP.

• Apto para routing.
• Son aplicables sólo las longitudes de datos estáticas.
•
•
•
• Es necesario programar la gestión de datos debido a la interfaz de programación

Los mensajes se acusan.
Las aplicaciones se direccionan usando números de puerto.
La mayoría de los protocolos de aplicación (p. ej. TELNET y FTP) utilizan TCP.

SEND/RECEIVE.

Protocolo ISO on TCP (RFC 1006)
ISO on TCP es un mecanismo que permite portar aplicaciones ISO a la red TCP/IP. Este
protocolo tiene las características siguientes:

• Protocolo de comunicación eficiente vinculado estrechamente al hardware.
• Adecuado para cantidades de datos medianas y grandes (hasta 8192 bytes).
• A diferencia de TCP, los mensajes tienen un indicador de fin y están orientados a los

mensajes.

SEND/RECEIVE.

• Apto para routing; puede utilizarse en WAN.
•
• Es necesario programar la gestión de datos debido a la interfaz de programación

Las longitudes de datos dinámicas son posibles.

• Utiliza Transport Service Access Points (TSAPs), el protocolo TCP permite establecer
varias conexiones con una sola dirección IP (hasta 64K conexiones). Gracias a RFC
1006, los TSAPs identifican unívocamente estas conexiones de puntos finales de
comunicación a una dirección IP.

Para la comunicación en la red PROFINET del S7-1200 se utilizan las siguientes
instrucciones:

TSEND_C: La instrucción "TSEND_C" permite configurar y establecer una conexión. Una
vez configurada y establecida la conexión, la CPU la mantiene y la vigila automáticamente.
La instrucción se ejecuta de forma asíncrona y tiene las funciones siguientes:

• Configurar y establecer una conexión
• Enviar datos a través de la conexión existente

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• Deshacer o inicializar la conexión

La instrucción "TSEND_C" utiliza internamente las instrucciones de comunicación "TCON",
"TSEND", "T_DIAG", "T_RESET" y "TDISCON".

Configurar y establecer una conexión: La conexión de comunicación se crea y establece con
CONT=1. El número de conexiones posibles se indica en los datos técnicos de la CPU.

TRCV_C: La instrucción "TRCV_C" se ejecuta de forma asíncrona y ejecuta por orden las
funciones siguientes:
Configurar y establecer una conexión
Recibir datos a través de la conexión existente
Deshacer o inicializar la conexión

La instrucción "TRCV_C" utiliza internamente las instrucciones de comunicación "TCON",
"TRCV", "T_DIAG", "T_RESET" y "TDISCON".

Configurar y establecer una conexión: La conexión de comunicación se crea y establece con
CONT=1. El número de conexiones posibles se indica en los datos técnicos de la CPU.
Procedimiento

PARTE I. COMUNICACIÓN UNIDERECCIONAL ENTRE 2 PLC.

1. Coloque a la computadora que programará los PLCs la dirección 192.168.1.2 con una

máscara de subred de 255.255.255.0.

2. Abra un nuevo proyecto en el TIA PORTAL, agregue un PLC S7-1200 CPU 1214C en
configuración AC/DC/RLY con número de referencia 6ES7 214-1BG31-0XB0B,
colóquele la dirección 192.168.1.4 con una máscara de subred de 255.255.255.0 y
active las marcas de ciclo y de sistema.

3. En el “Árbol del proyecto” de doble clic en la opción “Agregar dispositivo” y agregue
otro PLC con las mismas características, colóquele la dirección 192.168.1.5 con una
máscara de subred de 255.255.255.0 y active las marcas de ciclo y de sistema.

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Figura 2. Agregar un nuevo dispositivo al proyecto.

4. Una vez agregado el segundo PLC, en el “Árbol del proyecto” de doble clic en la
opción “Dispositivos y redes”, al abrirse la ventana de clic en la pestaña “vista de
redes” (Ver Figura 3), observará que están presente los 2 PLC agregados, de clic en la
opción “Conectar en red”, luego de clic en el puerto Ethernet del PLC_1 y sin soltar el
botón arrastre hasta el puerto Ethernet de PLC_2 para hacer la conexión.

Figura 3. Vista de Redes.

5. Presione el icono “Mostrar direcciones”

para comprobar que los PLC tengan la

dirección correcta.

6. Vaya al bloque de programa Main[OB1] del PLC_1 y agregue la instrucción TSEND_C,
le aparecerá una ventana con opciones de llamada, deje los parámetros como están y
presione “Aceptar”.

7. Acceda a las propiedades del bloque ya sea en la parte de abajo de la ventana o

dando clic derecho sobre el bloque y seleccionando la opción “Propiedades”.

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Figura 3. Propiedades de instrucción TSEND_C.

8. Como puede observar en la pestaña “Configuración” aparecen dos tipos de
parámetros a configurar: “Parámetros de la conexión” y “Parámetros del bloque”, en
los parámetros de la conexión aparece por defecto que el punto final local es el PLC_1
con su dirección y subred, seleccione como interlocutor de la lista desplegable a
PLC_2, se completarán los campos automáticamente de subred y dirección.

9. En la opción de “Datos de conexión” de PLC_1 seleccione del menú desplegable la
opción <nuevo>, se creará un bloque de datos llamado “PLC_1_Send_DB”, seleccione
también en “Datos de conexión” del PLC_2 la opción <nuevo> , se creará un bloque
de datos llamado: “PLC_2_Receive_DB”.

10.Al colocar estos datos se habilita la opción de Tipo de conexión: Seleccione la opción

“ISO on TCP”.

11. El ID de conexión se genera automáticamente, para esta primera conexión aparece el

número 1.

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12.Deje activa la opción de “Establecimiento de conexión activo” en el PLC_1. En la

Figura 4 se muestran los parámetros de la conexión completos.

13.Ahora nos ubicamos en los “Parámetros del bloque”, coloquemos en cada parámetro

Figura 4. Parámetros de la conexión.

la siguiente información:
REQ: M0.0 (al colocarlo deberá cambiar a “Clock_10Hz”)
CONT: 1 (al colocarlo deberá cambiar a “true”)
CONNECT: “PLC_1_Send_DB”
DATA:
Inicio: MB2 (al colocarlo deberá cambiar a “Tag_1”)
LEN: 1

14.Ahora procederemos a c