03. REDES DE COMUNICACION - CONEXION SERIE PLC´S

El objetivo de esta actividad es realizar, mediante conexión serie y empleando uno de los protocolos propietarios de Omron, una transferencia de datos entre los dos PLC´s.

Requisitos:
a)  Identificar los diferentes puertos de comunicaciones de cada PLC
b)  Conectar mediante el cable adecuado los equipos a través del puerto correspondiente.
c)  Crear un proyecto nuevo donde figuren los equipos que vamos a instalar en la red. Configurar correctamente los puertos de comunicaciones
d)  La comunicación consistirá en:

·    Al pulsar una entrada en el PLC 1 mandaremos tres números al PLC 2       

Primer número = 31, Segundo número = 210, Tercer número = 89

·       El PLC 2 recibirá la información, y reflejará el tercer número en su salida. A su vez, al activar una entrada del PLC 2, se encenderán todas las salidas del PLC 1 durante 5 segundos

e)     Comprobar que la información se transfiere desde un PLC hasta el otro.

PROGRAMA

En este programa realizaremos la comunicación entre dos PLC´s OMRON, en los que en uno lo pondremos como el Maestro y el otro como el esclavo.

La comunicación entre autómatas se realiza como muestra la siguiente imagen.

Las entradas y salidas de los PLC,s OMRON estan definidas por las siguientes marcas.

Lo primera acción sera abrir el CX- Programer, a continuación nos aparecera una ventana en la cual en el tipo de dispositivo lo cambiaremos a CQM1H.

Clicamos en confguración, cambiamos el tipo de CPU a CPU51 y aceptamos.

Añadimos un nuevo PLC y también lo configuramos con las mismas elecciones.

A continuación seleccionamos el primer PLC y abrimos la ventana de configuración.

Una vez en el pinchamos en la pestaña de tarje de común A y seleccionamos PC link unidireccional, pero marcamos el de abajo ya que es para el Maestro.

 En el segundo PLC  realizaremos los mismos pasos pero en la pestaña de PC Link unidireccional marcaremos el de arriba siendo este para el esclavo.

 Una vez realizado los pasos anteriores comenzaremos con la realización del programa.

PLC1

En este primer segmento al activar el pulsador 0.00, se copian los tres números en sus respectivos destinos. El numero 32 en LR0, el 210 en LR1 y el 89 en LR2.

En el primer segmento se recibe la información del PLC 2, en el siguiente se iniciara la cuenta de 5 segundos activándose las salidas del PLC1. El P_On siempre estan en 1, se utilizan por que los MOVE necesitan una entrada de activación.

 PLC2

En el PLC2  recibe el número 89(LR2 se copia en el canal 100) y se activa la salida. Al pulsar el pulsador 0.01 se enviara información de nuevo al PLC1.

02_REDES DE COMUNICACIONES- BUSES DE CAMPO

02_REDES DE COMUNICACIONES- BUSES DE CAMPO

1. ¿Cuál es la función de las comunicaciones industriales?

2. ¿Qué tipo de alternativas de comunicación existen para comunicar los diferentes dispositivos que forman un sistema industrial?

3. ¿Qué problemas presenta el cableado clásico?

4. ¿Qué ventajas presentan los buses de campo respecto a los otros métodos de cableado?

5. ¿Qué niveles jerárquicos presenta la pirámide CIM? Nómbralos

6. ¿Qué tipo de bus se utilizaría en el nivel de proceso de la pirámide CIM?

7. ¿Qué peculiaridad tiene el cableado del bus AS-i respecto a los demás?

8. ¿Cuál es el futuro de las comunicaciones industriales?

9. ¿Qué diferencias existen entre los buses propietarios y los buses abiertos?

10. Elabora una tabla que recoja las siguientes características (técnicas de transmisión de datos, interfaces y elementos de conexión, técnicas de control de flujo, de detección de errores y de acceso al medio en la transmisión de datos.)  de los distintos buses de campo vistos en los apuntes.

1. ¿Cuál es la función de las comunicaciones industriales?

Su principal función es la de manejar información, se puede transferir información a otros usuarios para realizar trabajos en común, recibir nuevos programas, conversar con personas alejadas de nosotros, incluso en

otros continentes, para temas de trabajo, amistad o diversión, obtener la información más

reciente de la bolsa, predicciones meteorológicas, estrenos de cines, lanzamientos de libros,

etc.

2. ¿Qué tipo de alternativas de comunicación existen para comunicar los diferentes dispositivos que forman un sistema industrial?

Las principales alternativas son:

Cableado Clásico: Los captadores se cablean hilo a hilo a las entradas del autómata por borneros de tornillos y las salidas se cablean a los preactuadores, normalmente en e propio armario del automata.Este metodo presenta diferentes problemas debido a la longitud excesiva del cableado(con las consiguientes caidas de tensión que provoca) y el ruido producido entre los cables de potencia y de señal.

Sistemas de precableado: Este sistema contiene una serie de conectores donde sse enchufan unos cables de conexión que en el otro extremo se conectan a unas bases de precableado a tornillo donde se pueden conectar los cables de precableado con los módulos del automata son realmente una manguera de cables.

Entradas y salidas distribuidas: Las distancias que existen en una planta industrial entre detectotrs, actuadores y controladores pueden llegar a ser muy importantes.Por ese motivo se colocan cajas de entradas y salidas ditribuidas a lo largo de la instalación, con las que el automata se comunica mediante un modulo de comunicaciones.

Buses de campo: Estos buses permiten conectar los captadores y accionadores al automata con un solo cable de comunicación . Las modificaciones y ampliaciones de las instalaciones se pueden realizar fácilmente sólo con ampliar el cable del bus y conectar los nuevos componentes.

3. ¿Qué problemas presenta el cableado clásico?

    Este método presenta diferentes problemas debido a la longitud excesiva del cableado (con las consiguientes caídas de tensión que provoca) y el ruido producido entre los cables de potencia y de señal.

4. ¿Qué ventajas presentan los buses de campo respecto a los otros métodos de cableado?

 -Reducción del cableado. 

-Mayor precisión. 

-Diagnosis de instrumentos de campo. 

- Transmisión digital. 

- Reducción del ciclo de puesta en marcha de un sistema.

- Operación en tiempo real.

- Calibración remota.

- Mecanismos fiables de certificación.

5. ¿Qué niveles jerárquicos presenta la pirámide CIM? Nómbralos

Nivel 0: de proceso

Nivel 1: de campo 

Nivel 2: de célula

Nivel 3: de planta 

Nivel 4: de factoría

6. ¿Qué tipo de bus se utilizaría en el nivel de proceso de la pirámide CIM?

Los dispositivos conectados son sensores, actuadores, instrumentos de medida, máquinas de control numérico... por lo tanto se suele utilizar cableado tradicional o el cableado del bus AS-i.

7. ¿Qué peculiaridad tiene el cableado del bus AS-i respecto a los demás?

Es un bus muy simple para conectar sensores y actuadores binarios con un PLC de manera económica. Tipicamente se habla de un ahorro de entre el 15 y40 % respecto al cableado tradicional.

8. ¿Cuál es el futuro de las comunicaciones industriales?

Las tendencias para el futuro son las tecnologías inalámbricas (wireless, es decir aquellas tecnologias que no utilizan el cableado físico y se comunican por ondas a través del aire.

9. ¿Qué diferencias existen entre los buses propietarios y los buses abiertos?

Los buses propietarios son aquellos productos de una compañía o grupo de compañias, que para utilizarlos es necesario obtener una licencia, que es concedida a la empresa que la disfruta con una serie de condiciones asociadas, y a un precio considerable.

Los buses abiertos son todo lo contrario. Las especificaciones son publicas y disponibles a un precio razonable. Los componentes críticos también están disponibles. Los procesos de validación y verificación están bien definidos y disponibles en las mismas condiciones que los anteriores

10. Elabora una tabla que recoja las siguientes características (técnicas de transmisión de datos, interfaces y elementos de conexión, técnicas de control de flujo, de detección de errores y de acceso al medio en la transmisión de datos.)  de los distintos buses de campo vistos en los apuntes.

Sistemas de Automatización y Robótica Industrial

Comunicaciones industriales

01_CREACION DEL BLOG DE CURSO

1.     Crear el blog personal del curso de comunicaciones

2.     Añadir las entradas correspondientes a las definiciones de la transmisión de de datos:

A - Modos de transmisión: serie y paralelo.

B - Tipo de trasmisión: asíncrona - síncrona

C - Modos de comunicación: simplex - semiduplex - full duplex

D - Errores: detección - corrección de errores

E - Métodos de acceso al medio: CSMA/CD - token

A - Modos de transmisión: serie y paralelo.

El modo de transmisión se refiere al número de unidades de información (bits) elementales que se pueden traducir simultáneamente a través de los canales de comunicación.

Conexión serie:

En una conexión en serie, los datos se transmiten de a un bit por vez a través del canal de transmisión. Sin embargo, ya que muchos procesadores procesan los datos en paralelo, el transmisor necesita transformar los datos paralelos entrantes en datos seriales y el receptor necesita hacer lo contrario.

Conexión paralela:

Las conexiones paralelas consisten en transmisiones simultáneas de Ncantidad de bits. Estos bits se envían simultáneamente a través de diferentes canales N (un canal puede ser, por ejemplo, un alambre, un cable o cualquier otro medio físico). La conexión paralela en equipos del tipo PC generalmente requiere 10 alambres.

B - Tipo de trasmisión: asíncrona - síncrona

Debido a los problemas que surgen con una conexión de tipo paralela, es muy común que se utilicen conexiones en serie. Sin embargo, ya que es un solo cable el que transporta la información, el problema es cómo sincronizar al transmisor y al receptor. En otras palabras, el receptor no necesariamente distingue los caracteres (o más generalmente, las secuencias de bits) ya que los bits se envían uno después del otro. Existen dos tipos de transmisiones que tratan este problema:

·         La conexión asincrónica, en la que cada carácter se envía en intervalos de tiempo irregulares (por ejemplo, un usuario enviando caracteres que se introducen en el teclado en tiempo real). Así, por ejemplo, imagine que se transmite un solo bit durante un largo período de silencio... el receptor no será capaz de darse cuenta si esto es 00010000, 10000000 ó 00000100... 

·         Para remediar este problema, cada carácter es precedido por información que indica el inicio de la transmisión del carácter (el inicio de la transmisión de información se denomina bit de INICIO) y finaliza enviando información acerca de la finalización de la transmisión (denominada bit de FINALIZACIÓN, en la que incluso puede haber varios bits de FINALIZACIÓN).

·         En una conexión sincrónica, el transmisor y el receptor están sincronizados con el mismo reloj. El receptor recibe continuamente (incluso hasta cuando no hay transmisión de bits) la información a la misma velocidad que el transmisor la envía. Es por este motivo que el receptor y el transmisor están sincronizados a la misma velocidad. Además, se inserta información suplementaria para garantizar que no se produzcan errores durante la transmisión.

C - Modos de comunicación: simplex - semiduplex - full duplex

Una conexión simple, es una conexión en la que los datos fluyen en una sola dirección, desde el transmisor hacia el receptor. Este tipo de conexión es útil si los datos no necesitan fluir en ambas direcciones (por ejemplo: desde el equipo hacia la impresora o desde el ratón hacia el equipo...).

      Una conexión semidúplex (a veces denominada una conexión alternativao semi-dúplex) es una conexión en la que los datos fluyen en una u otra dirección, pero no las dos al mismo tiempo. Con este tipo de conexión, cada extremo de la conexión transmite uno después del otro. Este tipo de conexión hace posible tener una comunicación bidireccional utilizando toda la capacidad de la línea.

Una conexión full duplex es una conexión en la que los datos fluyen simultáneamente en ambas direcciones. Así, cada extremo de la conexión puede transmitir y recibir al mismo tiempo; esto significa que el ancho de banda se divide en dos para cada dirección de la transmisión de datos si es que se está utilizando el mismo medio de transmisión para ambas direcciones de la transmisión.

D - Errores: detección - corrección de errores

    La verificación de paridad consiste en agregar un bit adicional (denominado bit de paridad) a un cierto número de bits de datos denominado palabra código (generalmente 7 bits, de manera que se forme un byte cuando se combina con el bit de paridad) cuyo valor (0 o 1) es tal que el número total de bits 1 es par. Para ser más claro, 1 si el número de bits en la palabra código es impar, 0 en caso contrario. Si dos bits (o un número par de bits) cambian simultáneamente mientras se está enviando la señal, no se habría detectado ningún error. También tiene la gran desventaja de ser incapaz de corregir los errores que encuentra (la única forma de arreglarlo es solicitar que el byte erróneo sea retransmitido).

·         La verificación de redundancia cíclica (CRC) consiste en la protección de los datos en bloques, denominados tramas. A cada trama se le asigna un segmento de datos denominado código de control que contiene datos redundantes con la trama, de manera que los errores no sólo se pueden detectar sino que además se pueden solucionar.

·         El código de Hamming agrega tres bits adicionales de comprobación por cada cuatro bits de datos del mensaje. Puede corregir cualquier error de un solo bit, pero cuando hay errores en más de un bit, la palabra transmitida se confunde con otra con error en un sólo bit, siendo corregida, pero de forma incorrecta, es decir que la palabra que se corrige es otra distinta a la original, y el mensaje final será incorrecto sin saberlo. Para poder detectar (aunque sin corregirlos) errores de dos bits, se debe añadir un bit más, y el código se llama Hamming extendido. 

E - Métodos de acceso al medio: CSMA/CD - token

Se denomina método de acceso al conjunto de reglas que definen la forma en que un equipo coloca los datos en la red y toma los datos del cable. Una vez que los datos se están moviendo en la red, los métodos de acceso ayudan a regular el flujo del tráfico de la red.

CSMA/CD es conocido como un método de contención debido a que se contiene, o retiene, a los equipos de la red hasta que haya una oportunidad para enviar los datos.

Tipos de Token.

Pase de testigo (Token-Pass): Estas técnicas se consideran como una forma de interrogación distribuida en la que todas las estaciones de la red intervienen en la circulación de un paquete especial de información que recibe el nombre de testigo (Token) que indica, a la estación que lo recibe, que tiene el medio de transmisión a su disposición para efectuar una transmisión.

Pase de testigo en bus (Token-Bus): En esta técnica, las estaciones del bus o árbol forman un anillo lógico, es decir, a las estaciones se les asigna una posición lógica en una secuencia ordenada y circular. Cada estación conoce la identidad de su estación antecesora y de su sucesora dentro del anillo lógico.

Pase de testigo en anillo (Token-Ring): Esta técnica se basa en una pequeña trama o testigo que circula a lo largo del anillo. Un bit indica el estado del anillo (libre u ocupado) y cuando ninguna estación está transmitiendo, el testigo simplemente circula por el anillo pasando de una estación a la siguiente.