Monitoreo remoto de PLC Siemens con WeChat

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Prólogo: El PLC Siemens S7-200 se utiliza ampliamente en el campo del control industrial. Se trata de un controlador de alto rendimiento y funcionamiento estable. En esta ocasión, vamos a conectar el PLC S7-200 de Siemens a la plataforma en la nube de Internet de las Cosas EMCP (abreviada como EMCP), para permitir el monitoreo remoto del PLC 200 a través de páginas web, aplicaciones móviles y WeChat. Primero, los preparativos. 1.1 Antes de la conexión, debemos preparar los siguientes artículos ； Un S7-200 (se recomienda utilizar un PLC con CPU226 o CPU224, que cuenten con dos puertos seriales: el puerto 1 se utiliza para la descarga de programas y la supervisión en tiempo real, mientras que el puerto 0 se utiliza para la comunicación con el módulo GM10-DTU en modo esclavo Modbus-RTU). También se puede utilizar el Smart200PLC (a continuación, se utilizará el modelo antiguo 200PLC como ejemplo). 1. Un módulo DTU, una antena y un adaptador de corriente (en lo sucesivo, se utilizará GM10-DTU como ejemplo). 2. Una tarjeta SIM con datos, de gran capacidad (tarjeta de Movistar o Unicom). 3. Un conector macho DP9. 4. Una computadora conectada a Internet (sistema operativo WinXP/Win7/Win8). 5. Herramientas eléctricas y varios cables. La preparación de los materiales es la siguiente: ； https://attach01.hcbbs.com/forum/201803/06/152246sdh3b37dhd3b037b.png 1.2 Preparativos para el DTU. Para ello, se debe seguir las instrucciones del “Manual de uso del usuario GM10-DTU”. Es necesario conectar la antena al gateway DTU (la configuración del gateway WM10-DTU es similar a la del GM10; a partir de ahora, nos referiremos siempre al gateway GM10-DTU). También es preciso insertar una tarjeta SIM (tarjeta de datos de China Mobile o Unicom) y conectar un adaptador de corriente de 12V o 24V. 1.3 Preparativos para el PLC S7-200. Conecte el 200PLC a la fuente de alimentación (tenga en cuenta si la fuente es de 24VDC o 220VAC). Prepare un conector serie de 9 pines (como se muestra en la imagen anterior), y suelde los pinos 3 y 8 con dos cables separados (en el manual del sistema 200PLC se indica que los pinos 3 y 8 son las conexiones para la comunicación 485). En este momento, conectamos el pin 3 de la interfaz serial PLC prot0 al terminal “485A” del módulo GM10, y el pin 8 al terminal “485B” del mismo módulo. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUooOGP3AEwrAM4mAI!300x300.png II. Creación de 200 esclavos PLC. 1. Conecte el 200PLC al ordenador a través de una computadora de programación. Abra el software de programación Step7-MicroWin, cree un nuevo proyecto y añada en el programa principal los bloques funcionales Modbus Slave Port0 (MBUS_INIT, MBUS_SLAVE). La biblioteca correspondiente se encuentra en la dirección http://6318546.s21i-6.faiusr.com/2/ABUIABACGAAguKH4zgUoss-k0wIw6AE4iAE.jpg. La biblioteca de protocolos Modbus de Siemens incluye dos instrucciones: la instrucción MBUS_INIT y la instrucción MBUS_SLAVE. •La instrucción MBUS_SLAVE se utiliza para atender las solicitudes enviadas por el dispositivo maestro Modbus. •La instrucción MBUS_INIT se utiliza para activar, inicializar o desactivar la comunicación de esclavo Modbus. Antes de utilizar la instrucción MBUS_SLAVE, es necesario ejecutar correctamente la instrucción MBUS_INIT. Una vez completada la instrucción, se debe establecer inmediatamente el bit de “completado” para poder continuar ejecutando la siguiente instrucción. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUolOj0XzCRAzj-AQ!400x400.png　　　http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUom6L5qgcw-gI4kQE.png Para obtener información sobre las instrucciones MBUS_INIT y MBUS_SLAVE, consulte la ayuda incluida en el software “STEP 7-MicroWIN”. Anteriormente mencionamos que en Modbus, la zona de registros de retención comienza en VB1000 (HoldStart = VB1000). Además, los registros de retención son 100 en total (MaxHold = 100). Dado que los registros de retención se almacenan por unidades de palabra (dos bytes), en realidad este buffer de comunicación ocupa 200 bytes en total, desde VB1000 hasta VB1200. 2. Configurar el área de almacenamiento de la biblioteca. Haga clic en “Archivo” en la barra de menú, seleccione “Asignación de área de almacenamiento en la biblioteca” en el menú desplegable. En el cuadro de diálogo que se abre, ingrese la dirección inicial del área de almacenamiento en la biblioteca. Tenga cuidado de que esta dirección no coincida con otras direcciones ya utilizadas o que vayan a ser utilizadas por el programa. Puede hacer clic en “Dirección sugerida” para evitar que las direcciones ocupadas por los bloques Modbus coincidan con las direcciones de los registros del programa. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUo_NrwTTDWAjiOAw!300x300.png
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3. Se compila el programa. Una vez que la compilación se realiza sin errores, el programa se descarga al PLC a través del cable PPI. Si el PLC cuenta con solo una interfaz serial y dicha interfaz está configurada como puerto Modbus, entonces es necesario poner el interruptor de operación del PLC en la posición “stop” durante la descarga. Una vez completada la descarga, se apaga el dispositivo y se verifica si los pines de error relacionados con las instrucciones MBUS_INIT y MBUS_SLAVE indican un estado normal (un valor de 0 indica que todo está bien; cualquier otro valor indica un fallo). Para más información, consulte el manual técnico del PLC de Siemens. Tres, configuración de la plataforma EMCP. Inicie sesión en la plataforma EMCP con una cuenta de administrador (navegador IE9 o superior o Google Chrome) para configurar la plataforma EMCP en la nube. Para las instrucciones detalladas, consulte el «Manual del usuario de la plataforma en la nube IoT EMCP». Al iniciar sesión en EMCP, primero se accede a la página de lista de dispositivos; como no hemos creado ningún dispositivo, se trata de una página vacía. Haga clic en el botón “Administración del backend” en la esquina superior derecha (solo las cuentas de administrador tienen este permiso) para acceder a la parte posterior de la plataforma EMCP. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUo0Iih0QcwgAg4PQ.png 3.1 Configuración remota de DTU: Abra la página “Administración en segundo plano → Gestión de módulos”. Asocie el DTU a esta cuenta de administrador y, a continuación, podrá utilizar la función de “configuración remota” para establecer los parámetros de comunicación y las opciones funcionales del DTU. Hay dos aspectos principales que deben configurarse: por un lado, los parámetros de la interfaz serie para comunicarse con el PLC; y por otro lado, los parámetros del canal MODBUS que se utilizan para que el DTU recoja los datos del PLC de forma periódica. A continuación, se explica esta función paso a paso. Nota: El módulo solo puede configurarse a distancia una vez que esté en línea. También se puede utilizar el “Software de configuración DTU” para configurar el módulo; consulte el documento de referencia “Manual de uso del Software de configuración DTU”. 3.1.1 Vinculación del módulo: http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgi_i8zwUo9aLY9wYwrgY4_wI.png. La contraseña inicial para vincular el módulo es 111111; basta con hacer clic en “Vincular” para proceder. 3.1.2 Configuración remota de módulos: Es recomendable leer primero los parámetros del módulo antes de escribirlos. Solo cuando la escritura tenga éxito se puede considerar que el parámetro ha sido configurado correctamente en la DTU. Después de realizar la escritura, también es posible leer los parámetros para verificar si la operación fue exitosa. Si no se utilizan los puntos de alarma del módulo DI, no es necesario realizar la “configuración de mensajes de texto”. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUosom33QEwgAg42gM.png
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Número de esclavo del dispositivo: Es la dirección de esclavo MODBUS del dispositivo al que está conectado el módulo (rango 1-250). Esta dirección debe ser la misma que la dirección de esclavo del dispositivo. Debe coincidir con el número de esclavo MODBUS configurado en el PLC. Código de función: Es el identificador que permite al módulo leer las áreas de registro MODBUS del dispositivo. “El código de función 01 corresponde a “bobina” (0XXXX), el código de función 02 corresponde a “entrada de valor discreto” (1XXXX), el código de función 03 corresponde a “registro de retención” (4XXXX) y el código de función 04 corresponde a “registro de entrada” (3XXXX). En los PLC de Siemens, el punto Q corresponde al código de función 01, el punto I corresponde al código de función 02, la zona V corresponde al código de función 03 y la zona AI corresponde al código de función 04. Dirección de inicio: Es la dirección de inicio para la lectura de los registros MODBUS del dispositivo al que está conectado el módulo (sin incluir el identificador del área de registros). En la imagen, el 1 corresponde a la longitud de los datos 40001: es la longitud continua de los datos leídos por el dispositivo DTU. En la imagen, esa longitud es 10, lo que significa que se leen de forma continua 10 datos, del 40001 al 40010. La DTU estándar puede conectarse a múltiples esclavos (hasta 4). Se puede hacer clic en “Crear nuevo” para crear nuevos esclavos dispositivos, siguiendo las instrucciones mencionadas anteriormente. En relación con la configuración de las estaciones esclavas del PLC mencionada anteriormente, aquí se leen los valores del rango 40001 a 40010; es decir, los datos que se encuentran en los registros VW1000 a VW1019 dentro del PLC Siemens 200. Nota: Cuando el DTU presenta anomalías, como la imposibilidad de conectarse a la red o de comunicarse correctamente con el PLC, se puede utilizar la interfaz de configuración (por defecto RS232) para conectarlo a una PC. Con el “Software de configuración del DTU” se puede verificar el estado del dispositivo y las alertas relacionadas con posibles anomalías. Para más detalles, consulte el “Manual de uso del Software de configuración del DTU”. 3.2 Creación de nuevas reglas de datos: Haga clic en “Reglas de datos” en el lado izquierdo de la página para acceder a la pantalla de configuración de las reglas. Luego, haga clic en “Nuevo” en la esquina superior derecha. En la ventana que aparece, establezca el nombre de la regla de datos como “S7-200PLC” y el estilo de presentación como “Lista”. Podemos elegir entre mostrar los datos en forma de lista o en formato de configuración. Al mostrarlos en lista, los datos se presentarán de manera ordenada; este método es sencillo y práctico (se puede utilizar durante la fase de pruebas de los datos). Presentación de la configuración: Podemos diseñar libremente el estilo de presentación de los datos del equipo, agregando elementos como gráficos, imágenes, paneles de control, barras de relleno y texto (esta función es similar a la de los softwares de configuración tradicionales; para más detalles, consulte el documento “Instrucciones de uso de la configuración de pantallas en la plataforma EMCP”). Después de crear las reglas de datos, haga clic en “Datos en tiempo real” para agregar datos en tiempo real (la configuración Modbus establecida en 3.1.2). Luego, haga clic en “Leer/Escribir datos” para crear datos relacionados con las operaciones manuales de lectura y escritura que realiza la plataforma en los dispositivos. La creación de reglas se muestra a continuación. Nota: Datos en tiempo real: Son los datos que DTU recopila periódicamente, según la frecuencia de recolección configurada a través de los canales Modbus (ver sección 3.1 anteriormente), y que luego se suben a la plataforma para su visualización ； Lectura y escritura de datos: No es necesario configurar canales de adquisición por Modbus en la DTU; se puede realizar la lectura y escritura manual de datos en los dispositivos periféricos directamente a través de la plataforma ； En la plataforma EMCP, no es necesario incluir el identificador de la zona de registros en la configuración de las “direcciones de registro”. Por ejemplo, para leer o escribir los datos del “registro de retención” (código de función 03), basta con indicar el número 19 en la columna “Dirección de registro” según las reglas de datos de la plataforma. (Nota: Si el conteo de direcciones Modbus del dispositivo comienza en 0, será necesario sumar 1, es decir, indicar el número 20). http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguqH4zgUoovLfsAMwgAg45AM.png
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Para configurar las alarmas, en los datos en tiempo real que se hayan creado, haga clic en la opción “Alarmas” para acceder a la página de configuración de las mismas. Podemos establecer los límites superior e inferior de alarma para esos datos, así como el contenido de la alarma y si se desea activarla o no. Una vez configurada la alarma, cuando los datos superan los límites establecidos, la plataforma registra automáticamente la hora y el valor de la alarma. Al mismo tiempo, envía un mensaje de alerta a la aplicación o a WeChat con la que está conectado el usuario. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgu6H4zgUolq7PogUwgAg4qgQ.png3.3 Dispositivos nuevos: Cree un nuevo “dispositivo”. Elija el menú “Gestión de dispositivos” -> “Añadir” para crear un nuevo dispositivo, en este caso, un “Siemens S7-200PLC”. Para los equipos nuevos, se deben ingresar los datos básicos del equipo. 1) Se elige una imagen que represente al equipo (se puede subir desde el dispositivo local, o no hacerlo; en ese caso, el sistema mostrará una imagen predeterminada). 2) Se ingresa el SN del módulo, es decir, el código SN al cual se desea vincular el equipo. Si ese SN aún no está vinculado a ningún equipo, se abrirá una ventana para realizar la vinculación. 3) Se seleccionan las reglas de datos creadas anteriormente. 4) Se hace clic en el botón “Mapa” para seleccionar la ubicación geográfica donde se encuentra el equipo. Al terminar, haga clic en “Guardar”. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvKH4zgUoxN6ZpQcwgAg4pwQ.png Cuatro, resultados de los experimentos. Abra las funciones “Monitoreo del estado del programa” y “Monitoreo de la tabla de estados” en el software de programación Step7-MicroWin, para ver el estado de ejecución del programa y los valores de los datos internos. A través de la tabla de estado podemos ver los valores actuales de cada dato y aplicar cambios forzados a ellos. Como se muestra en la imagen a continuación. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvKH4zgUo9KvB0wUw-wU40AM.png http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvKH4zgUoqtTiiQQwgAg46AQ.png Para acceder a la plataforma EMCP, haga clic en la imagen del dispositivo “Siemens S7-200PLC” o en su nombre, para así entrar en las configuraciones del dispositivo. Lo primero que se ve es la visualización de los datos recopilados por el 200PLC en tiempo real. Para realizar operaciones de lectura y escritura en el 200PLC, basta con hacer clic en “Leer/Escribir datos”. Para ver los registros históricos de los datos almacenados por el dispositivo, se debe hacer clic en “Datos históricos”. Para acceder a la página con los registros de alarmas, basta con hacer clic en “Registros de alarmas”. La pantalla muestra lo siguiente. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvKH4zgUouPy5wwcwgAg4pwQ.png
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Instale la aplicación móvil “CloudLink IoT” en su teléfono. Inicie sesión con su nombre de usuario y contraseña. Una vez dentro de la lista de dispositivos, haga clic en el dispositivo “Siemens S7-200PLC”. Se abrirá una página con los datos en tiempo real o la pantalla de configuración (en modo de visualización de configuración). Haga clic en el menú de la esquina superior derecha; aparecerá un menú de funciones. En ese menú, haga clic en “Leer/Escribir datos” para realizar operaciones de lectura y escritura. Haga clic en “Informes históricos” para ver los datos almacenados históricamente del dispositivo. Haga clic en “Gráficos históricos” para ver las tendencias históricas de los datos. Haga clic en “Informes de alarmas” para ver los registros de alarmas del dispositivo. Haga clic en “Detalles del dispositivo” para ver información detallada sobre el dispositivo o ver videos relacionados con él. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAg6LH4zgUowLz7pwYwlgY4xgU.png