S7-200

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COMUNICACIÓNNI-OPCSERVERSCONSIEMENSS7-200CPU-222YLABVIEW

Cristian Ramírez Betancourth ; Miguel Jumbo Sedamanos;Jose Jaramillo V.;VerónicaBarrosB. e-mail: [email protected]; [email protected];[email protected];[email protected]

Profesional en formación de la EET de la UTPL

Resumen:LaconexiónentreunPLCyunPCes

unaaplicaciónmuycomúneneláreaindustrial.En

estecasosedescribirápasoapasocomoconectar

elcomputadormediantelaOPCaunPLCSiemens

S7-200.

Palabras Clave: PLC, Labview, OPC,DSC,RS-485.

1. Introducción

El OPC (OLE for Process Control) es un estándar decomunicación en el campo del control y supervisión deprocesos industriales, que ofrece un interface común paracomunicación que permite que componentes softwareindividuales interaccionen y compartan datos. La comunicaciónOPC se realiza a través de una arquitectura Cliente-servidor. Elservidor OPC es la fuente de datos (como un dispositivohardware a nivel de planta) y cualquier aplicación basada en

OPC puede acceder a dicho servidor para leer/escribir cualquier variable que ofrezca el servidor. Es una soluciónabierta y flexible al clásico problema de los drivers propietarios.Prácticamente todos los mayores fabricantes de sistemas decontrol, instrumentación y de procesos han incluido OPC en

sus productos.OPC es el nombre original de una especificación estándar

desarrollado en 1996. La norma especifica la comunicación de

datos de planta en tiempo real entre dispositivos de control dediferentes fabricantes. Después del lanzamiento inicial, la OPCFoundation se creó para mantener el estándar en estosproductos [1].

2. Marco Teórico

Para realizar la practica existen varias arquitecturas que sepueden utilizar , teniendo en cuenta las caracteristicas deconexión del PLC.

Un aspecto que se debe tomar en cuenta es que el puertoRS-485 del PLC Siemens S7-200 es Profibus, y tiene una

asignación de pines diferente a la de los puertos RS-485genéricos, por lo que es necesario construir un cableadaptador [2].

En nuestro caso debido a que no teniamos a disposición unconversor de RS-485 a RS-232 optamos por construir uno ,utilizando los integrados MAX485 y MAX232 , luego con la

ayuda del conversor de RS-232 a USB podemos

conectarlo a nuestra PC .

Figura 1. Arquitectura del sistema.

2.1DESCRIPCIÓNDELPLC

El PLC Siemens S7-200 tiene un puerto decomunicaciones RS-485. Las CPU 222 tienen dospuertos, cuyas direcciones son configurablesdesde el software del PLC (STEP-7). Puedeutilizarse cualquiera de ellos.

Para programar el PLC se utiliza el cable deprogramación PPI con conversión a USB, y elsoftware de programación STEP-7, ambos propio deSiemens.Este cable de programación se utiliza solamente paraconfigurar el PLC y descargar el programa. Para lacomunicación HMI OPC no se utiliza ese cable, sinoun puerto de comunicaciones seriales RS-485.

Figura 2. Conexión del PLC.

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3.PROGRAMACIONDELPLC

El PLC se programa con su propio lenguaje de escalerasutilizando su propio software STEP-7. Para este ejemplo ,haremos un programa sencillo , que active y desactive lasalidad Q0.0 , QO.1 y Q0.2 .

Acontinuacion mostramos las instrucciones basicas deconfiguracion del PLC .

1. Instalar el software STEP-7

2. Conectar el cable PPI Siemens del USB delcomputador al puerto del PLC.

3. Abrir el programa STEP-7 :

4. aparecerá una ventana como la que se muestra a

continuación .

Figura 3. Interfaz STEP-7 .

5. En el menú de iconos a la extrema izquierda,

seleccionar Comunicación

6. En la pantalla de comunicación, en la sección derecha,

hacer doble clic para actualizar dispositivos.

Figura 4. Configuraciones de comunicación .

7. En este punto, tomar nota de los siguientesparámetros principales (pueden cambiar según la configuración del PLC y del cablePPI):

• Dirección Local (ó Master): 0

• Dirección Remota (es decir del PLC): 2

• Velocidad de transferencia: 9,6 kbit/s

4.CONFIGURACIÓNDELNIOPCSERVER

A continuación mostraremos como se configuró el

NIOPCSERVER,parapodercomunicarelPLCS7-200

conLabview.

1. AbrirelNIOPCSERVER

Figura5.NIOPCSERVER

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2. Agregaruncanal,haciendoclicderechoellaopción

new channel, después agregamos un nombre, en

nuestro caso le hemos asignado el nombre de

“Conector_plc”ypresionamossiguiente.

Figura6.NewChannel

3. Escogereldevicedriverconelquesevaatrabajar

en nuestro caso el SIEMENS S7-200, habilitamos el

diagnostico para depurar errores y presionamos

siguiente.

Figura7.SeleccióndeDevicedriver

4. Seleccionar los parámetros de comunicación deladaptadorserial,escogerelCOMqueseutilizará,en

nuestrocasoelCOM5ypresionarsiguiente.

Figura8.ParametrosdeComunicación

5. En la siguiente ventana de WriteOptimizations dejar los parámetros

predeterminados y presionar el botón

siguiente.

6. SeleccionarladirecciónMasterdel

computadordeacuerdoconelPLCen

nuestrocasodirección‘0’ypresionamos

siguiente.

Figura9.DireccionMasterID

7. Enlaventanasiguienteaparecerátodoel

resumendelaconfiguraciondelcanal.

figura10.Summary

8. SeleccionarelbotonFinalizar.

9. Presionaren‘Clickto add adevice’ para

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podersetearalgunosparámetros.

figura11.Canaldeldispositivo

10. Añadimos un nombre al dispositivo, en nuestro

casoplcypresionamoselbotónsiguiente.

figura12.Nombredeldispositivo

11. Seleccionar el modelo de nuestro dispositivo en

nuestrocasoelS7-200.

Figura13.Modelodeldispositivo

12. Escoger a qué dirección de dispositivo se

conectará, esta debe coincidir con la dirección

cuandoseconfiguróelPLC,enestecasolanúmero

2, en formato Decimal y presionar el botón

Siguiente.

figura14.IDdelDispositivo

13. Determinar los parámetros de tiempo de

comunicación.

•

Request timeout es el tiempo queesperaeldriversincomunicaciónantes

deemitirunafalla.

Se pueden dejar los valores

predeterminados. Presionar el botón

Siguiente.

Figura15.ParametrosdeComunicación.

14. En la siguiente ventanaAuto-Demotion se

puedendejarlosvalorespredeterminados.

15. En la ventana Summary nos muestra el

resumedelaconfiguracióndeldispositivo.

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Figura16.SummarydelDivice

16. Presionar el botón Finalizar para terminar la

configuración.

En este instante ya se encuentra configurada la

comunicación PLC SIEMENS S7-200 con el computadormedianteOPC.Ahoranostocaráconfigurarlasetiquetas

estáticasparapoderprobarlacomunicación.

17. Anadir una etiqueta estática haciendo clic en el

enlaceClicktoaddastatictag.

figura17.Etiquetaestatica

18. Proseguiraconfigurarlaspropiedadesdelaetiqueta,

en primer caso vamos a configurar una entrada, la

entrada_cero(I0.0)luegoescogeruntipodedato,en

nuestrocasodetipoBOOLEANypresionarenaceptar

unavezconfiguradalaetiqueta.

19. Realizar el l iteral anterior para agregar nuevas

entradasposteriormente.

figura18.Propiedadesdelaetiquetadeentrada

20. Proceder a realizar el literal 18 para

configurar las salidas, escoger el tipo de

datoBOOLEANserealizarelmismoproceso

paratodaslassalidas.

figura19.Configuracióndelasetiquetasde

salidas

21. Para confirmar que el PLC se esté

comunicando con el servidor OPC

correctamente se puede lanzar el cliente

OPCrápido.Presionarel botónQuickOPC

Client y podemosobservarlos parámetros

configuradosy susvalores de lasvariables

creadas.

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22. CerrarelQuickOPCClientyguadarelproyecto.

5.MONITOREODESDELABVIEW

1. En LabVIEW, abrir un nuevo proyecto. Grabarlo

comoOPCtest.2. Crear un nuevo VI en My Computer para

monitorearelPLC.NombraralVIcomo Cliente

Figura23.Crearnuevoprojecto.

3. En Cliente.vi, crear el siguiente programa para

desplegarelestadodelaslíneasdigitalesQ1.0y

Q1.1delPLCenelpanelfrontal.

Figura24.Crearvariablesamonitorear.

4. La comunicación de LabVIEW como

cliente OPC se puede hacer de varias

maneras.Enestedemoseutilizaráuna

Shared Variable conectada al servidor

OPC. Ambos elementos deben estar

contenidos dentro de una librería.

ReferenciarsealaayudadeLabVIEWy

a la página web para mayor

información sobre Shared Variables y

Librerías.a. EnMyComputer,hacerclicsecundarioy

seleccionar New>I/O Server Nota: En

caso de no tener instalado LabVIEW

DSC no aparecerá este acceso. Sin

embargo aún se puede monitorear el

PLC mediante OPC utilizando

DataSocket . En este enlace se

encuentramayorinformación.

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Figura25.AgregarelservidorI/O

b. Seleccionar OPC Client de la lista y presionarContinue.

Figura26.AgregarOPCclient.

c. En la pantalla de configuración de Cliente OPC,

seleccioanr el servidor NationalInstruments.NIOPCServers.UpdateRate(ms)es

latasaalaqueelservidorsecomunicaráconel

PLC. Configurar a100msenlugar delos1000mspredefinidos debido a que el programa del

PLC corre relativamente rápido. Presionar el

botónOK.

Figura27.ServidorUtilizado.

d. En el proyecto se habrá agregado una

nueva librería con el servidor OPC

dentrodeella.Grabartodoelproyecto,

nombrando la librería como

LibreriaOPC.

Figura27.Libreriasdelproyecto.

e. Crear una Shared Variable dentro de la

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LibreríaOPChaciendo clic secundario sobreellayseleccionandoNew>Variable.

f. El nombre de la nueva variable será Q1_0.Recordar que no se pueden colocar puntos ni

caracteresespecialesdentrodelosnombresde

lasvariables.

g. SeleccionarEnableAliasingparaligarlavariablealservidorOPC.

Figura28.AgregarVariablesalibrerías.

h. Presionar el botón Browse. Navegar hasta

encontrar el servidor OPC, hallar el canal decomunicación Siemens, y el dispositivoMiPLC,que son los parámetros configurados en el NI

OPC Server. Navegando dentro de la carpeta

Hints se pueden observar los formatos de lasdireccionesdeunPLCSiemensS7-200.

Figura29.Listadevariables.

i. Seleccionar un rango de direcciones

cualquieraypresionarelbotónOK.Se

desplegará nuevamente la ventana

Shared Variable Properties. Editar elcampodeBindto:comosemuestraen

la captura de pantalla siguiente, de

modo que la ruta termine en

Siemens.MiPLC.Q1.0. Seleccionar el

tipo de variable como Boolean paracoincidirconeltipodedato.

j. Presionar el botón OK. El proyecto

quedarácomosemuestraenlacaptrua

depantalla.

Figura30.Libreriaactualizada.

k. Para monitorear el estado de la línea

digitalQ1.0,arrastrarlavariabledeese

nombrehaciaeldiagramadebloquesy

cablearlaalindicadorboleano.

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Figura31.VIconlasvariablesagragadas.

l. Correr el programa. En el panel frontal semostraráelestadodelalíneadigital.

m. Repetirlacreacióndeunasharedvariablepara

monitorearlalíneaQ1.1.

Comoejercicioadiciona,sepuedencrearcontroles

boleanosparacomandarlíneasdigitalesdelPLC.En

la siguiente captura de pantalla se está

comandando la línea digital Q0.5 mediante un

botón.Enestecasosedebeseleccionarlavariable

en modo Write (en el diagrama de bloques, clic

secundario en la variable, y seleccionar Access

Mode>Write).

Figura32.Vistadelejemplo.

6.CONFIGURACIONDEALARMAS.Una alarma es una condición anormal en una variable

compartida o una condición definida por el

usuario. Una alarma se produce si un valor variable compartida se sale de sus límites dealarma definidos o si una variable compartidatiene mal estado. En este caso , vamos aconfigurar una alarma cuando , nuestra salidaQ0.0 cambia de 1 a 0 .

Para esto vamos a Multiplique variable Editor

cuando queremos que se produzca una alarmaen la variable .

Figura33.ConfiguraciondeAlarmas.

Figura34.HabilitarAlarmas.

Con esto ya tenemos configurada la alarma para lavariable Q0.0.

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6.CONFIGURACIONDEBASEDEDATOS.Para este propósito utilizamos ,El Módulo DSC registros compartidos de datos variables ala base de datos de Citadel. La base de datos Citadelalmacena datos históricos, alarmas y eventos. Puedeacceder y ver los datos de Citadel utilizando el Visor dedatos históricos y utilizar el "Historical VIs".

Para configurar el registro de datos y alarmas y registro deeventos para el Sistema , debemos hacer click derecho enpropiedades , de la librería de nuestro proyecto , ir a DSC

settins :Database

Figura35.ConfiguraciondeBasedeDatos.

La opción Habilitar registro de datos se convierte en elregistro de datos de la biblioteca de proyectos. localhostespecifica el equipo local.

• Use localhost en lugar del nombre del equipo para

reducir los cambios que debe hacer si usted semueve este proyecto a otro equipo.

•

Las alarmas y eventos Habilitar Registro de vueltasde opción en el registro de eventos de la bibliotecade proyectos.

• El uso de la misma base de datos de alarmas y

eventos opción asegura que el Módulo DSCregistros de alarmas y eventos para esta bibliotecade proyectos para la misma base de datos queregistra los datos.

• Puede cambiar el nombre de base de datos queaparece en el cuadro de diálogo Propiedades del

proyecto Biblioteca a un nombre más útil

y descriptivo.

3. Referencias

[1] OPC Foundation: Introductions [En línea].Disponible en:<http://www.opcfoundation.org/.>.[Consulta del 06-02-2013].

[2] Datalights:DEMO SCRIPT:. [Enlínea].Disponibleen:<http://www.ureparla.org/Cacharreo/Gamma-Omega%20Match.pdf>.[Consulta del 19-02-2013].

Hans-Petter Halvorsen: M.Sc.Telemark University College

[1] Faculty of Technology [En línea]. Disponibleen: < http://home.hit.no/~hansha/ [Consultadel 07-02-2013].

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