Comunicación entre PLC y LabView 2012

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CULIACAN

Comunicación entre PLC SIEMENS S7-1200 y LabView 2012 Ingenieria Mecatronica Adán Enrique Aguirre Nájera 7 de Julio de 2013

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Introducción La comunicación de LabView puede resultar una herramienta muy útil esto debido a su gran facilidad de programación y puede integras distintos tipos de componentes como PLC, sensores, Microcontroladores, Tarjetas de adquisición de datos entre otros. Esto sin tener preferencia por ninguna marca en especial. Así, se puede elaborar una HMI (Human Machine Interface) o interfaz grafica para el control y monitores en aplicaciones de automatización y otros. La HMI se puede hace en una pantalla táctil, SIEMENS en este caso, pero esto presenta algunas desventajas como costo elevado del hardware además se restringe solo al uso de PLC de la misma marca y características.

Figura 1. Integración En la figura se observa cómo es posible integrar PLC de distintas marcas y distintos protocolos de comunicación en una sola HMI. Por ejemplo, se pude integrar un SIEMENS S7-1200 por Ethernet y un SIMENES S7-300 por MPI. A continuación se mostrara como integrar un SIEMENS S7-1200 utilizando la Liberia OPC para crear una HMI de un módulo Mecatronico FESTO.

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Configuración de OPC Se inicia el programa de configuración de National Instruments OPC.

Figura 2. Inicio de paquete OPC

Se abrirá la ventana de la figura 3.

Figura 3. Pantalla de inicio

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Se hace click en nuevo y se acepta en todos los cuadros que salgan hasta que se tenga lo de la figura 4.

Figura 4. Inicio de configuración nueva Se hace click en “add channel” para agregar un nuevo canal de comunicación. Aparecerá lo de la figura 5. En esta parte se asigna un nombre al canal, en este caso será nombrado como “Siemens”.

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Figura 5. Nombre del canal Se hace click en siguiente y se obtiene lo de la figura 6. En esta parte se selecciona el tipo de comunicación por la cual el PLC se comunicará, es importante observar que se puede comunicar con distintos tipos de PLC y tipos de comunicación.

Figura 6. Selección de sistema de comunicación De esta forma se evita el problema de que si se cuenta con una pantalla táctil siemens solo funcionara con PLC siemens. Utilizando este método se puede realizar una interfaz para siemens, allenbradley, honeywell entre

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muchos más. Para este caso, como el PLC a utilizar es un siemens S7-1200 se seleccionara “Siemens TCP/IP Ethernet”.

Figura 7. Trajera de red de la PC que se usara Después aparece lo mostrado en la figura 8. En esta parte se asigna un nombre al dispositivo que se usara.

Figura 8. Nombre del PLC Selección de PLC a utilizar.

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Figura 9. Selección del modelo de PLC Asignación de dirección IP del PLC.

Figura 10. Dirección IP de PLC Después de da click en siguiente hasta que se llegue a la figura 11.

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Figura 11. Tabla de variables Se hace click en “New Tag” como se muestra en la figura 11.

Figura 12. Creación de variable de entrada Luego, como se ve en la figura 12. Se debe se asignar un nombre de variable y la dirección a la cual hará referencia en el PLC. La dirección depende del programa y del PLC, para este caso “I” son entradas, “Q” salidas y “M” banderas.

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Figura 13. Creación de variable de salida Se debe de repetir este proceso cuantas veces sea necesario hasta tener todas las variables necesarias según la aplicación.

Figura 14. Variables creadas En la figura 15 se muestra la creación de todas las variables necesarias para controlar y monitoreas el módulo mecatronico de manipulación.

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Figura 15. Variables creadas para modulo En la figura 16 se pueden ver las variables que tiene el PLC en su programa principal. Nótese que las direcciones que se asignaron en la figura 15 son las mismas que las mostradas en la figura 16.

Figura 16. Variable en el PLC De esta forma cuando active algo en LabView el PLC sabrá que hacer. Como se ve en la figura 17 tendrá efecto según como este estructurado el programa. Por eso es muy importante que antes de continuar se asegure que el programa del PLC sea correcto.

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Figura 17. Diagrama escalera PLC Se hace click en conectar y luego en el botón de “Quick Client” como se muestra

Figura 18. Conectarse a PLC

Figura 19. Selección de Quick Client Del lado izquierdo se debe seleccionar el nombre del dispositivo con el que se está trabajando

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Esta ventana es de la más importante del proceso ya que si en esta parte no se ve reflejado el comportamiento de las entradas no se puede continuar. Si observa en la columna de “Value” la leyenda “Unknown” existe un problema de conexión. Se debe de ver como en la figura 21.

Figura 20. Mal conectado En la figura 21 se observa la pantalla que se debe de ver cuando se tiene una correcta conexión, en la columna de “Value” se debe de ver “1” o “0” y en la columna “Quality” se debe de ver “Good”. SI NO SE VE ALGO PARECIDO A LO DE LA FIGURA 21 NO SE PUEDE CONTINUAR, si tiene problemas hasta aquí revise los pasos anteriores, las conexiones físicas, las direcciones IP y cualquier cosa que pueda afectar la conexión. Cuando una variable de entrada se activa, un sensor se enciende, el valor de “Value” cambiara de “0” a “1” o viceversa ,(siempre existe un retraso en la respuesta). También se puede forzar la salida dando click derecho en la variable y después en “Set Active” o “Set Inactive” según se necesite.

Figura 21. Bien conectado

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Hasta esta parte ya se ha establecido la conexión entre LabView y el PLC, porque ya se ve reflejado el comportamiento en la figura 21. Ahora se realizara la configuración del programa para crear la interfaz.

Creación de programa VI Se crea un nuevo proyecto en blanco

Figura 21. Creación de proyecto en blanco

Figura 22. Proyecto vacío

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Figura 23. Creación de entradas y salidas

Figura 24. Creación de “OPC client”

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Figura 25. Selección de servidor local Se hace click en “browse” y se selecciona la maquina con la que se está trabajando

Figura 26. Selección de maquina local Se cambia el tiempo de “Update rate” a 100

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Figura 27. Selección de servidor con tiempo de 100 ms

Figura 28. Se acepta esta ventana

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Figura 28. Esto debe ver hasta el momento

Figura 29. Creación de variables Como se ve la figura 30 se debe explorar hasta que se encuentran las variables del PLC.

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Figura 30. Agregar variables

Figura 31. Se agregan todas la necesarias

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Figura 31. Variables listas

Figura 32. Creación de VI Para más información sobre la creación de HMI en LabView consulte http://www.ni.com/

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Figura 33. VI en blanco En la pantalla del panel frontal se hace click derecho y se busca un botón.

Figura 34. Creación de botón

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Figura 35. El botón se agregara en ambas pantallas Se hace click derecho y se busca el LED.

Figura 36. Creación de LED

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Figura 37. El LED se crea en las ambas pantallas En la pantalla de bloques se hace click derecho, se busca el ciclo while y se encierra lo que se tiene.

Figura 38. Creación de siglo while

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Figura 39. Programa de bloques En el pequeño cuadro rojo que aparece se coloca el puntero en el nodo y se hace click derecho. Se crea un controlador, es decir un botón.

Figura 40. Creación de botón de paro

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Figura 41. Creación de bloque de botón de paro En el botón creado para activar la salida se hace click derecho en el nodo si se busca la variable a la cual se desea cambiar de estado como se muestra en la figura 42.

Figura 42. Asignación de variable de salida

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Figura 43. Botón a variable de salida Se repite el mismo proceso anterior, pero ahora se seleccionara una variable de entrada para que cuando cambie de estado se encienda o apague el LED indicador.

Figura 44. Asignación de variable de entrada

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Figura 45. Variable de entrada a LED Se debe de asignar un tiempo de espera en el ciclo, se busca el bloque “Wait” como se muestra en la figura 46.

Figura 46. Creación de bloque de espera

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Figura 47. Pantalla actual Se selecciona el nodo de lado derecho del bloque de tiempo y se crea una constante.

Figura 48. Creación de constante de tiempo Se le asigna un tiempo de 100 ms como se muestra en la figura 49.

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Figura 49. Tiempo de espera asignado Para ejecutar el programa se pasa al panel frontal y se selecciona la flecha en la parte superior, así se correrá el programa. Si todo se ha hecho correctamente al presionar el botón de salida1 se encenderá una salida del PLC y al activar el sensor asignado a la entrada 0 se encenderá el LED.

Figura 50. Ejecución de programa

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Figura 51. Programa terminado

Figura 52. Pantalla frontal entradas

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Figura 53. Pantalla frontal salidas Como se ve en las figuras, la interfaz se pude personalizar como se desee.

Figura 54. Pantalla frontal información Si se presentan problemas con la lectura o escritura de las variables, es decir funciona cundo quiere o tiene un comportamiento fuera de lo normal. Se debe de pasar a la ventana principal del proyecto, seleccionar “My computer” y el archivo de las variables, para luego hacer click derecho y seleccionar “Deploy” como se muestra en la figura 55, hecho esto vuelva a intentarlo. Si no funciona revise los pasos anteriores en busca del error.

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Figura 55. Deploy Cuando se cierra el proyecto y se quiere volver a abrir surge un problema, aparecerá que no se puede conectar, esto es debido a que cada vez que se reinicia se pone en default. Para solucionar esto se entra al OPC y se da doble click en el nombre del canal, se selecciona la pestaña “Network interface” y se escoge la dirección IP de la tarjeta de red que se utilizara.

Figura 56. Seleccionar IP