Modbus RTU frente a Modbus TCP: elegir entre I/O RS-485 e I/O Ethernet
Diferencias entre I/O RS-485 e I/O Ethernet en cableado, tiempo de escaneo y direccionamiento, cómo combinarlas con pasarelas y qué series de ICP DAS encajan.
Automatización de fábricas y máquinas
Soft PLC Win-GRAF: programación IEC 61131-3 en un PAC de ICP DAS
Qué son los PAC Win-GRAF, qué lenguajes IEC 61131-3 y opciones de I/O ofrecen, y cuándo un PAC tiene más sentido que un PLC clásico.
Publicado
Un soft PLC ejecuta programas de control IEC 61131-3 en un ordenador industrial en lugar de en hardware PLC dedicado. ICP DAS lo ofrece como PAC Win-GRAF: controladores de automatización programables con el runtime Win-GRAF integrado. Este artículo explica qué es un soft PLC Win-GRAF, qué lenguajes y funciones de ingeniería ofrece, cómo se añade la I/O y cuándo un PAC es mejor opción que un PLC clásico.
Qué es un soft PLC Win-GRAF
Cada PAC Win-GRAF combina una CPU, un sistema operativo y un runtime Win-GRAF SoftLogic integrado. El programa de control se escribe en un PC con Win-GRAF Workbench, se descarga al PAC y se ejecuta allí por ciclos, como en un PLC. El sistema operativo depende de la familia: Windows CE 7.0 en los WP-5238-CE7, WP-8x28-CE7 y WP-9x28-CE7, Windows CE 6.0 en los XP-8x38-CE6, Windows 10 IoT Enterprise en los XP-9xx8-IoT, y Linux con el núcleo de tiempo real Xenomai en el RPAC-2658M.
Como el PAC dispone de un sistema operativo completo, otro software puede ejecutarse junto al programa de control. Los modelos Windows CE admiten aplicaciones escritas en VB.NET o C# con Visual Studio 2008, que intercambian datos con la aplicación Win-GRAF, por ejemplo para un HMI o para gestión de datos. Para máquinas construidas en torno a un PC, el Win-GRAF PC Runtime convierte un PC Windows estándar o industrial en un soft PLC. Se suministra con una llave USB, y el Workbench no está incluido en ese paquete.
Lenguajes y funciones de ingeniería
Win-GRAF Workbench admite los cinco lenguajes definidos en IEC 61131-3:
- Diagrama de contactos (LD) para lógica discreta que los electricistas pueden seguir
- Diagrama de bloques funcionales (FBD) para flujo de señales y lazos de control
- Texto estructurado (ST) para cálculos, bucles y tratamiento de datos
- Diagrama de funciones secuenciales (SFC) para secuencias de pasos
- Lista de instrucciones (IL), principalmente para código existente, ya que la tercera edición de la norma lo marca como obsoleto
Pueden usarse varios lenguajes en un mismo proyecto, un programa puede convertirse a otro lenguaje y se pueden comparar dos versiones de un proyecto. Las tareas se ejecutan con ajustes de prioridad, y el código reutilizable puede guardarse en bibliotecas de usuario.
El runtime del PAC añade funciones que importan durante la puesta en marcha y la operación: cambio en línea, variables retentivas, control por horario, enlace de datos, acceso a archivos y registro de datos, y protección de la aplicación. En cuanto a comunicaciones, los PAC incluyen servidor OPC UA, maestro y esclavo Modbus TCP, maestro y esclavo Modbus RTU, DCON y protocolos definidos por el usuario para dispositivos serie.
Ampliación de I/O: ranuras locales y módulos remotos
La mayoría de los PAC Win-GRAF tienen ranuras para módulos de I/O PAC de ICP DAS, de modo que el controlador y su I/O local forman una unidad sobre raíl DIN. El WP-8x28-CE7 y el XP-8x38-CE6 aceptan módulos paralelos I-8K y serie I-87K, el WP-9x28-CE7 y el XP-9xx8-IoT aceptan módulos I-9K e I-97K, y el compacto WP-5238-CE7 utiliza una placa de expansión XV-board. La tabla siguiente indica el número de ranuras.
La I/O remota se conecta a través de los puertos serie y Ethernet. Como maestro Modbus RTU, el PAC puede consultar módulos M-7000 o tM por RS-485; como maestro Modbus TCP puede leer módulos ET-7000, ET-7200 o ET-2200, y el soporte DCON abarca la serie I-7000. Así, una máquina puede usar I/O local para las señales del armario principal y I/O distribuida cerca de sensores y actuadores.
Para movimiento, ICP DAS también dispone de controladores EtherCAT basados en Win-GRAF con bloques funcionales PLCopen. El EMP-2848M controla hasta 128 esclavos EtherCAT y 16 ejes con tiempos de ciclo de hasta 500 µs, y la serie EMP-9xx8 gestiona hasta 32 ejes con un tiempo de ciclo de 0,5 ms.
Qué PAC Win-GRAF encaja
| Familia | Sistema operativo | CPU | I/O local | Notas |
|---|---|---|---|---|
| WP-5238-CE7 | Windows CE 7.0 | Cortex-A8, 1 GHz | Placa XV-board | Compacto, 4 puertos serie, alimentación de 12 a 48 VDC |
| WP-8x28-CE7 | Windows CE 7.0 | Cortex-A8, 1 GHz | 1, 4 u 8 ranuras, I-8K/I-87K | Salida VGA, entradas de alimentación redundantes |
| WP-9x28-CE7 | Windows CE 7.0 | Cortex-A8, 1 GHz | 2, 4 u 8 ranuras, I-9K/I-97K de perfil alto | Caja metálica, salida VGA |
| XP-8x38-CE6 | Windows CE 6.0 | x86 doble núcleo, 1 GHz | 0, 1, 3 o 7 ranuras, I-8K/I-87K de perfil alto | Redundancia de doble PAC |
| XP-9xx8-IoT | Windows 10 IoT Enterprise, 64 bits | Intel Atom E3845 | 1, 3 o 7 ranuras, I-9K/I-97K | VGA y HDMI, redundancia de doble PAC |
| RPAC-2658M | Linux con Xenomai | Cortex-A9 cuádruple núcleo, 1 GHz | I/O remota por Modbus o DCON | 3 puertos Gigabit Ethernet, redundancia de doble PAC |
| ViewPAC VP-1238/4238/6238-CE7 | Windows CE 7.0 | Cortex-A8, 1 GHz | 3 ranuras, I-8K/I-87K de perfil alto | Pantalla de 5,7, 10,4 o 15 pulgadas, panel frontal IP65 |
Cuándo un PAC tiene más sentido que un PLC clásico
Un PAC Win-GRAF se programa como un PLC, así que la elección depende menos de la lógica de control y más de lo que el controlador tenga que hacer además. Un PAC encaja bien cuando:
- El control y el tratamiento de datos deben estar en un mismo dispositivo, por ejemplo registro en archivos, una base de datos SQL local en los modelos Windows CE, o OPC UA para un MES.
- La máquina se comunica con muchos dispositivos en distintos puertos y protocolos, incluidos instrumentos serie con su propio protocolo.
- Se necesita una interfaz de operador en el propio controlador, a través de la salida VGA con eLogger HMI o en un ViewPAC con pantalla integrada.
- Un software a medida en C# o VB.NET debe compartir datos con el programa de control.
- Se requiere redundancia del controlador, usando la redundancia de doble PAC del XP-8x38-CE6, XP-9xx8-IoT o RPAC-2658M.
Un PLC clásico suele ser la opción más sencilla cuando el estándar de la planta prescribe una plataforma PLC y sus herramientas de ingeniería, o cuando el personal de mantenimiento está formado únicamente en esa plataforma. Las funciones de seguridad requieren un controlador o relé certificado para ese fin, con independencia de la plataforma que ejecute el resto de la máquina.
Los usuarios de PAC ISaGRAF más antiguos deben tener en cuenta que ICP DAS indica que ISaGRAF no puede ejecutarse en PC de 64 bits con Windows 7 y 8, y recomienda Win-GRAF como alternativa.
Envíe al equipo de ventas técnicas una breve descripción de la máquina, su número de I/O y los protocolos implicados, y le sugeriremos un PAC Win-GRAF y módulos de I/O adecuados.
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