Conectividad de LabVIEW Con Redes Industriales

Conectividad de LabVIEW con Redes Industriales Agenda • Tres métodos para conectar LabVIEW a redes y dispositivos indu

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Conectividad de LabVIEW con Redes Industriales

Agenda • Tres métodos para conectar LabVIEW a redes y dispositivos industriales • Conectividad a redes industriales basadas en Ethernet

3 Métodos para Conectar LabVIEW con Dispositivos Industriales E/S Digitales

OPC Comunicaciones Industriales

PLCs

Dispositivos LabVIEW

¿Qué es OPC? • OLE para Control de Procesos • Especificación de cliente/servidor para compartir datos – Servidor específico del dispositivo – Cliente común

• Tecnología basada en Windows

PC basado en Windows

Servidores OPC para Hardware de Terceros • NI OPC Servers permite la comunicación a una gran variedad de PLCs – más de 100 controladores para tarjetas de comunicación • Trabaja con el cliente OPC de LabVIEW DSC • Versión de evaluación incluida con LabVIEW DSC • Requiere de activación

Demostración: Conexión de LabVIEW a un PLC MicroLogix Windows Allen-Bradley DF1 OPC Server

Allen-Bradley MicroLogix PLC

Ethernet

Servidor OPC de NI

LabVIEW DSC

COMUNICACIONES INDUSTRIALES

Comunicación via Modbus • Protocolo de comunicación a nivel aplicación que proporciona una comunicación clienteservidor entre dispositivos conectados en diferentes buses o redes

• Soporte para Modbus Serial (RTU y ASCII) y Modbus TCP • Modbus maestro & Modbus esclavo

Opciones Modbus para LabVIEW VI’s NI Modbus

Servidor de E/S Modbus

Demostración: Conectividad a Modbus por Servidores de I/O

Comunicaciones Industriales PROFIBUS FOUNDATION Fieldbus EtherNetIP

CANopen Modbus Serial

• Comunicación nativa en LabVIEW – Modbus TCP y Serial – Tarjetas de comunicación

• Gateways

DeviceNet ControlNet Y más…

Compatibilidad en Plataformas de Cómputo Protocolo

PXI

PCI

CompactRIO

PCMCIA

USB

CANopen











DeviceNet





EtherCAT



EtherNet/IP



FOUNDATION Fieldbus

● ●









Modbus Serial y TCP







PROFIBUS









Conexión a Través de “Gateways” de Terceros – Modbus • Gran variedad de protocolos de comunicación • Soportado por todos los PACs LabVIEW Real-Time • No apto para aplicaciones determinísticas

PROFIBUS DeviceNet Ethernet/IP ControlNet Modbus TCP

CONECTIVIDAD A REDES INDUSTRIALES ETHERNET

¿Porqué Protocolos Basados en Ethernet? Modbus

Modbus TCP/IP

DeviceNet

EtherNet/IP

CANopen

EtherCAT

PROFIBUS

PROFInet

Protocolos Industriales Tradicionales

Capa Física de Ethernet

Modelo OSI y Ethernet Industrial 7. Aplicación 6. Presentación 5. Sesión

Modbus TCP/IP Ethernet/IP, PROFInet, y EtherCAT,

4. Transporte TCP & UDP

3. Red 2. Enlace de Datos 1. Física

Ethernet

Protocolos Industriales Basados en Ethernet • • • •

Modbus TCP/IP PROFINET EtherCAT Ethernet/IP

Similitudes • Reutiliza la capa 1 y 2 del modelo OSI – ¿Qué pasa con las otras 5 capas?

• Define dispositivos maestro (scanner) y esclavo (adaptador) • Dirigidos a varios tipos de aplicaciones – No Tiempo Real – Tiempo Real – Tiempo Real Estricto

Objetivos de Aplicación • No Tiempo Real – Utiliza TCP/IP o UDP/IP estándar – Aplicación: PLC a HMI o PLC a SCADA

• Tiempo Real – Proporciona mayor determinismo con hardware comercial – Aplicación: Datos de control

• Tiempo Real Estricto – Agrega hardware especifico para proporcionar determinismo – Aplicación: Control de movimiento distribuido

¿Dónde se Ubican los Protocolos?

EtherCAT

PROFINET (IRT)** Ethernet/IP CIP Sync PROFINET (RT)** Ethernet/IP

Modbus TCP/IP PROFINET (NRT)* Ethernet/IP **También PROFINET IO *También PROFINET CBA

Protocolos Industriales Basados en Ethernet • • • •

Modbus TCP/IP PROFINET EtherCAT Ethernet/IP

Descripción de Modbus TCP/IP • Primer protocolo industrial en Ethernet (creado en 1999) – Basado en Modbus desarrollado por Modicon en 1979 – Estándar Ethernet ampliamente adoptado y abierto

• Ventajas – Utiliza Ethernet estándar (hardware y capa de transporte TCP/IP) – Abierto y relativamente simple

• Desventajas – No es un protocolo de tiempo real estricto – No proporciona determinismo

Descripción de PROFINET • Bus dominante de Siemens – Protocolo de aplicación que extiende PROFIBUS a Ethernet – Administrado por PROFIBUS & PROFINET International (PI)

• Ventajas – Soporte para tráfico Ethernet estándar y determinístico – Usa IEEE-1588 y QoS para agregar determinismo

• Desventajas – Se recomienda un switch administrado con QoS para RT/IRT – Switch con ASIC especializado llamado ERTEC para aplicaciones complicadas

Protocolos Industriales Basados en Ethernet • • • •

Modbus TCP/IP PROFINET EtherCAT Ethernet/IP

Descripción de EtherCAT • EtherCAT – “Ethernet Control Automation Technology” – Administrado por EtherCAT Technology Group (ETG) – Abierto y basado en estándares, i.e. IEC 61158

• Ventajas – Protocolo industrial de tiempo real estricto – Extremadamente eficiente

• Desventajas – No esta diseñado para paquetes TCP/IP estándar

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Expansión de Sistemas con NI 9144 Computadora Maestra

CompactRIO

PXI

(TCP/IP)

Controlador Maestro de Tiempo Real (EtherCAT)

Chasis de Expansión NI 9144

Controlador Industrial

Experiencia en LabVIEW Chasis de CompactRIO

Chasis de Expansión NI 9144

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Protocolos Industriales Basados en Ethernet • • • •

Modbus TCP/IP PROFINET EtherCAT Ethernet/IP

Descripción de EtherNet /IP • Bus dominante para Rockwell Automation – Administrado por la Asociación de Vendedores de Dispositivos Abiertos (ODVA) – Extiende los conceptos de DeviceNET a Ethernet

• Ventajas – Utiliza la capa de transporte de Ethernet (TCP y UDP)

• Desventajas – Puede sobre-cargar las redes con mensajes UDP si no se configura correctamente

VI’s EtherNet/IP para LabVIEW • Proporciona VIs para comunicación a las etiquetas “Logix” del PLC – Lea y escriba directamente a etiquetas de PLC’s Allen Bradley ControlLogix y CompactLogix

• Corre en LabVIEW para Windows y LabVIEW Real-Time (Pharlap y VxWorks) • Mensajes explícitos • Bueno para baja cantidad de etiquetas

Comunicación de LabVIEW a PLC’s por Ethenet/IP EtherNet/IP

Disponible para descarga desde NI Labs en ni.com/labs

VI’s EtherNet/IP para LabVIEW • Ventajas – Método simple para comunicarse con PLCs Rockwell – Comunicación iniciada por LabVIEW (no es necesario cambiar código en el PLC) – Bueno para comunicar bajos números de etiquetas – Usa TCP/IP y no requiere de monitoreo de IGMP para prevenir saturación de la red • Desventajas – No recomendado para gran cantidad de etiquetas • Empaquetado ineficiente de datos sobre Ethernet (comunicación más lenta) • Mayor carga en el procesador del PLC

– Sólo se puede comunicar con PLC’s Logix de Rockwell • No soporte para SLC, ni para terceros

¿Preguntas?