PLC Rockwell CompactLogix como servidor Modbus TCP: un tutorial rápido

La automatización industrial moderna gira en torno al intercambio fluido de datos, y pocos protocolos cumplen esta promesa tan bien como Modbus TCP. Ya sea que necesite conectar sensores , controladores o sistemas completos, Modbus TCP se ha consolidado como la solución ideal para una comunicación fiable. En la base de muchas configuraciones de automatización exitosas se encuentran los PLC Allen-Bradley, reconocidos mundialmente por su durabilidad, rendimiento y adaptabilidad. En muchos casos, estos mismos PLC ahora también envían datos a la nube , lo que facilita el análisis en tiempo real y la monitorización remota.

Este tutorial rápido explora cómo configurar un PLC Rockwell CompactLogix como servidor Modbus TCP, brindándole los fundamentos para configurar y gestionar el flujo de datos. Además, ofrece una descripción general de los PLC Allen-Bradley, explicando por qué siguen siendo una opción popular en entornos industriales, y profundiza en la flexibilidad de Modbus TCP para compartir datos en tiempo real. Prepárese para descubrir cómo estas dos potentes soluciones se unen para optimizar las operaciones y abrir las puertas a la automatización deedge .

¿Por qué elegir un PLC CompactLogix de Allen-Bradley?

Los PLC CompactLogix de Allen-Bradley son la solución ideal para la automatización industrial, ofreciendo un equilibrio perfecto entre rendimiento, escalabilidad y rentabilidad. Con el respaldo del legado centenario de Rockwell Automation, la familia CompactLogix ofrece soluciones de control confiables para una amplia gama de aplicaciones.

Los PLC CompactLogix destacan en sistemas medianos y configuraciones de control distribuido, donde la eficiencia y la adaptabilidad son clave. Con una robusta potencia de procesamiento y una conectividad versátil, son excelentes para gestionar tareas de automatización complejas, manteniendo la facilidad de uso. Acceder y gestionar la información directamente desde la máquina es crucial en la automatización industrial , y los PLC CompactLogix proporcionan las acciones, métricas y visualizaciones necesarias en tiempo real para lograrlo.

Los PLC CompactLogix utilizan Studio 5000, un software potente y fácil de usar. Esta herramienta permite programar los PLC con diversos lenguajes, como lógica de escalera, texto estructurado y diagramas de bloques de funciones, lo que agiliza el desarrollo y la implementación.

He aquí por qué los PLC CompactLogix son una opción confiable:

• Rendimiento: Los PLC CompactLogix brindan un control confiable con velocidades de procesamiento rápidas, lo que garantiza un funcionamiento eficiente incluso en aplicaciones exigentes.
• Escalabilidad: ideales para sistemas que necesitan espacio para crecer, los PLC CompactLogix admiten la expansión con módulos y dispositivos adicionales, lo que los hace adecuados para entornos industriales dinámicos.
• Versatilidad: Estos PLC admiten múltiples protocolos de comunicación, lo que permite una integración perfecta con diversos sistemas industriales para una recopilación de datos más sencilla.
• Rentabilidad: Los PLC CompactLogix ofrecen un alto rendimiento a un costo menor en comparación con sistemas más grandes como ControlLogix, lo que los convierte en una opción práctica para proyectos de automatización de rango medio.
• Durabilidad: diseñados para uso industrial, los PLC CompactLogix están fabricados para soportar condiciones adversas, lo que garantiza un tiempo de inactividad mínimo y confiabilidad a largo plazo.

Para las empresas que buscan una solución de control flexible, asequible y de alto rendimiento, los PLC CompactLogix de Allen-Bradley ofrecen una combinación inigualable de características y fiabilidad. Su capacidad de adaptación a las cambiantes necesidades industriales los convierte en un recurso valioso para alcanzar la excelencia operativa.

Tipos de PLC Allen-Bradley

Los PLC Allen-Bradley, desarrollados por Rockwell Automation, satisfacen diversas necesidades de automatización industrial. Desde unidades compactas para operaciones a pequeña escala hasta sistemas avanzados para procesos complejos, la gama garantiza un controlador a la medida de cada aplicación. Los primeros modelos de PLC carecían de análisis avanzados y estructuras de datos, pero los modelos modernos ahora incluyen estas funciones, lo que mejora sus capacidades y eficiencia.

MicroLogix

La serie MicroLogix es compacta, económica e ideal para tareas de automatización a pequeña escala. Estos controladores ofrecen un rendimiento fiable y robustas capacidades de programación, lo que los convierte en una opción práctica para empresas que buscan soluciones rentables para necesidades de automatización sencillas. Además, recopilan datos de diversos dispositivos y protocolos, lo cual es crucial para la gestión eficiente de datos y el análisis avanzado en la automatización a pequeña escala.

CompactLogix

Como opción de gama media, CompactLogix ofrecen el equilibrio perfecto entre rendimiento y escalabilidad. Son ideales para sistemas de complejidad media, donde la selección y definición de variables relevantes del PLC es crucial para la recopilación y monitorización eficaz de datos. Pueden gestionar tareas de mayor envergadura en comparación con la serie MicroLogix.

ControlLogix

ControlLogix son la serie insignia, diseñados para sistemas de automatización a gran escala y de alta complejidad. Estos controladores ofrecen una potencia de procesamiento, modularidad y flexibilidad excepcionales. Con características como una integración fluida, comunicación en tiempo real y funciones de seguridad avanzadas, los PLC ControlLogix son la referencia para aplicaciones exigentes.

PLC-5

La PLC-5 es una línea tradicional reconocida por su fiabilidad y diseño robusto. Aunque ya no es la opción preferida para nuevas instalaciones, muchas plantas de fabricación aún dependen de los controladores PLC-5 para operaciones críticas, especialmente en sistemas que utilizan comunicación Data Highway Plus.

SLC 500

Otra serie heredada, los SLC 500 eran soluciones de gama media antes de la aparición de CompactLogix. Conocidos por su durabilidad y simplicidad, los PLC SLC 500 desempeñaron un papel fundamental en la automatización industrial durante su apogeo. Si bien los modelos más nuevos los han reemplazado, siguen siendo una herramienta valiosa en muchos sistemas consolidados.

La amplia gama de PLC de Allen-Bradley garantiza una solución para cada necesidad, desde sistemas heredados que han resistido el paso del tiempo hasta controladores deedge que impulsan el futuro de la automatización industrial.

Requisitos

Requisitos de hardware

1. Serie CompactLogix 5380 de Allen-Bradley.

Nota: La serie CompactLogix 5380 no es compatible de forma nativa con Modbus TCP ni RTU. Por este motivo, se utiliza una instrucción complementaria (AOI) para implementar Modbus TCP. Si utiliza cualquier otro modelo compatible de forma nativa con Modbus, puede omitir este paso.

2. Cable Profinet/Ethernet

Requisitos de software

1. Studio 5000 (puedes utilizar el software de prueba descargado desde este enlace )
2. Instrucciones complementarias de Modbus TCP v2.04
3. ModbusClientX (puede utilizar el software descargado desde este enlace )

Guía paso a paso

Paso 1: Creación del proyecto en Studio 5000

1. Abra Studio 5000 y haga clic en "Nuevo proyecto". En la nueva ventana, seleccione "Logix" en el panel izquierdo y luego "Controlador CompactLogix 5380 5069-L320ER".

2. Complete la configuración según las características de su proyecto.

Paso 2: Descargue AOI y configure la tarea

1. Acceda a este enlace de Rockwell y descargue el archivo llamado 'Instrucciones complementarias Modbus TCP para controladores ControlLogix y CompactLogix, versión AOI 2.04.00'.

2. De vuelta en Studio 5000, haga clic derecho en "Tareas" ⟶ "Nueva tarea". Asigne un nombre a la tarea, asegúrese de que su tipo sea periódico y defina el período en 20 ms. Rockwell recomienda una frecuencia de 10 ms o superior (frecuencias más lentas reducirán la carga del controlador y el rendimiento, mientras que velocidades más rápidas aumentarán el rendimiento, pero añadirán una carga significativa al controlador).

3. Cree un programa dentro de la nueva tarea. Para ello, haga clic derecho en la tarea ⟶ "Agregar" ⟶ "Nuevo programa". Asígnele un nombre.

4. Ahora crearemos una nueva rutina dentro de este nuevo programa. Para ello, haga clic derecho en el programa ⟶ 'Añadir' ⟶ 'Nueva rutina'. Nómbrela y, en la opción "En programa o fase", configúrela como "Programa principal".

5. Luego, crea otra rutina (a la que llamamos TCPServer). Nómbrala y, en la opción "En programa o fase", configúrala como "ModbusTCPProgram".

6. Abra su rutina principal (llamada “TCPMain” en nuestro caso) y, dentro de ella, llame a la otra rutina (“TCPServer”) haciendo clic en el signo de interrogación y seleccionando su otra rutina en el menú desplegable.

(Esta imagen no es de este proyecto en particular, pero ilustra el proceso).

Nota: Si bien puedes crear todo en una sola rutina, es mejor dividirlo en varias rutinas.

7. Abra la rutina secundaria (en nuestro caso, "TCPServer"), haga clic derecho en la escalera y seleccione la opción "Importar peldaños". Aparecerá una ventana emergente; busque la carpeta donde descargó la AOI (dentro del archivo "Lógica") y seleccione el archivo "raC_Opr_NetModbus TCPServer _Rung.L5X". La AOI Modbus TCP se añadirá a la rutina.

Después de importar exitosamente el AOI, la ventana del programa debería verse así:

Nota: Para conocer detalles sobre la implementación del AOI, es muy recomendable leer la documentación disponible en el archivo ZIP descargado.

Paso 3: Descargue el programa al PLC

1. El último paso es descargar el proyecto al PLC. Dirígete a la pestaña "Comunicación". Selecciona "Quién está activo". Descargaremos el programa con todos los ajustes predeterminados, excepto "Inp_Enable", que configuramos en 1.
2. Se abrirá una nueva ventana para RSLinx. Expanda la opción "AB_ETHIP-1, Ethernet", busque su PLC en la lista, selecciónelo y haga clic en "Descargar".
   

Debería ver el estado de referencia de conexión “sts_waiting”.

3. Ahora, haz clic derecho en "Ref_ModbusData" y selecciona "Monitor Server_01_Data". Esto debería llevarte a una ventana como la siguiente:

4. En esta ventana, expanda los registros de retención e ingrese allí cualquier valor aleatorio.

Este es el valor que debe mostrarse al sondear el registro correspondiente con cualquier cliente Modbus. Lo probaremos en la siguiente sección de la publicación.

Paso 4: Pruebe la comunicación Modbus con ModbusClientX

Para verificar que el PLC esté funcionando correctamente como un servidor Modbus TCP, utilizamos la herramienta ModbusClientX para sondear el PLC en busca de datos Modbus.

1. Abra ModbusClientX y seleccione Modbus TCP.
2. Introduzca la dirección IP de su PLC y haga clic en “conectar”.

3. Haga clic en “Leer de 0 a 9” para recopilar los datos almacenados en la matriz de datos del PLC:

Si los valores que ingresó previamente en Studio 5000 aparecen aquí, esto confirma que la comunicación Modbus TCP está funcionando como se esperaba.

¡Felicitaciones, su PLC ahora actúa como un servidor Modbus y está listo para ser sondeado por un cliente Modbus!

Uso de un IoT Gateway como cliente Modbus

En la automatización industrial, el sondeo de datos de un servidor Modbus suele ser solo el comienzo. Para aprovechar al máximo estos datos, es fundamental que sean accesibles para la monitorización y el análisis remotos. Aquí es donde entran en juego gatewayIoT .

gateway IoT combinan las capacidades de red tradicionales con funciones avanzadas como la comunicación Modbus y MQTT. Estos dispositivos actúan como un puente, sondeando datos del servidor Modbus (en este caso, su PLC ControlLogix) y enviándolos a plataformas IoT industriales o sistemas remotos para su visualización y procesamiento.

En lugar de usar un cliente Modbus simulado, como se demostró anteriormente, iremos un paso más allá configurando una gateway IoT para que funcione como cliente Modbus. Este enfoque permite una integración fluida con las solucionesIoT , proporcionando acceso en tiempo real a datos operativos valiosos. Repasemos el proceso paso a paso.

En este ejemplo utilizaremos una gateway Teltonika:

1. Acceda a la página de inicio de sesión de la gateway de enlace Teltonika usando su dirección IP, que suele ser "192.168.1.1" por defecto. Inicie sesión con las credenciales de la gateway(normalmente se encuentran en la parte posterior del dispositivo).

2. Una vez iniciada la sesión, verá una interfaz como la que se muestra a continuación. Vaya a la sección "Modbus".

3. Dado que utilizamos nuestro PLC como servidor y nuestra gateway como cliente, asegúrese de que la opción “Modbus TCP esclavo” no esté habilitada.

4. Vaya a la pestaña "Maestro Modbus TCP". Aquí agregaremos el PLC como dispositivo esclavo.

5. Haga clic en "Añadir". A continuación, configure los parámetros del dispositivo esclavo según los detalles de su proyecto. En nuestro ejemplo, hemos utilizado la dirección IP y el puerto Modbus (502 por defecto) de nuestro PLC.

6. Desplácese hasta la sección "Configuración de solicitudes". Haga clic en "Añadir" y complete los siguientes campos según su proyecto: 

• Nombre: utilice un nombre significativo para los datos que desea leer.
• Tipo de datos: elija el tipo de datos apropiado.
• Función: Si solo desea leer, seleccione “leer registro de retención”.
• Primer registro: La dirección del registro del PLC.
• Cantidad de registros: la longitud de los datos (cuántos registros ocupan).
• Habilitado: Marque esta opción para sondear datos continuamente.

7. Ahora haga clic en "Probar". Si la configuración fue correcta, debería ver el valor del registro del PLC en la parte inferior. En nuestro caso, muestra el valor "12345", almacenado en el primer registro de nuestro PLC.

8. Haga clic en “guardar” para finalizar el proceso.

Ahora la gateway está sondeando datos continuamente desde el PLC, actuando como un cliente Modbus.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el protocolo Modbus TCP?

Modbus TCP es un protocolo de comunicación industrial que permite el intercambio de datos a través de redes Ethernet. Se basa en el protocolo Modbus tradicional al encapsular mensajes en paquetes TCP/IP, lo que lo hace ideal para los sistemas de automatización modernos. Ampliamente utilizado en la industria, permite una comunicación fluida entre controladores lógicos programables (PLC), sensores, HMI y sistemas SCADA . Conocido por su simplicidad, Modbus TCP garantiza la compatibilidad entre dispositivos de diferentes fabricantes, lo que lo convierte en la opción preferida para una transferencia de datos eficiente y fiable en entornos industriales.

¿CompactLogix 5380 admite Modbus TCP?

El CompactLogix 5380 no es compatible con Modbus TCP de forma nativa. Sin embargo, se puede configurar para funcionar con Modbus TCP mediante una instrucción complementaria (AOI), disponible gratuitamente en Rockwell Automation. Esta AOI permite que el CompactLogix se comunique como servidor o cliente Modbus TCP, lo que facilita una integración fluida con otros dispositivos compatibles con Modbus.

¿Qué es CompactLogix?

CompactLogix es una serie de controladores lógicos programables (PLC) desarrollados por Rockwell Automation bajo la marca Allen-Bradley. Diseñados para sistemas de automatización de tamaño mediano, ofrecen un equilibrio perfecto entre rendimiento, escalabilidad y rentabilidad. Los PLC CompactLogix ofrecen potentes capacidades de procesamiento, compatibilidad con múltiples protocolos de comunicación y una integración perfecta con el software Studio 5000 de Rockwell. Estas características convierten a CompactLogix en una solución versátil para aplicaciones que abarcan desde el control de máquinas hasta sistemas distribuidos, ofreciendo una automatización fiable y eficiente para entornos industriales.

¿Cómo recopilar datos del PLC a la PC?

Para transferir datos de un PLC a una PC, es necesario establecer comunicación entre ambos dispositivos mediante un protocolo compatible, como Modbus TCP o EtherNet/IP. Primero, configure el PLC para compartir puntos de datos específicos, como etiquetas o registros, a los que la PC pueda acceder. Luego, conecte el PLC a la PC mediante un cable Ethernet o a través de una red. Utilice software SCADA , una aplicación HMI o un programa personalizado para leer los datos. Muchas herramientas de software también permiten registrar y analizar los datos recopilados, lo que proporciona información valiosa para su sistema de automatización.

¿Qué software se utiliza para programar los PLC de Allen-Bradley?

Los PLC Allen-Bradley, incluida la serie CompactLogix, se programan con Studio 5000 Logix Designer . Este potente software proporciona una interfaz intuitiva para crear y gestionar proyectos de sistemas de control. Es compatible con múltiples lenguajes de programación, como lógica de escalera, texto estructurado y diagramas de bloques de funciones, lo que lo hace versátil para diversas tareas de automatización. Studio 5000 también optimiza el desarrollo con funciones como programación basada en etiquetas y herramientas de configuración integradas, lo que garantiza un diseño de sistemas eficiente y fiable.

¿Qué es un PLC Allen-Bradley?

Un PLC Allen-Bradley es un controlador lógico programable desarrollado por Rockwell Automation, diseñado para automatizar y controlar procesos industriales. Conocidos por su fiabilidad y flexibilidad, estos controladores se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde líneas de fabricación hasta sistemas de gestión energética. Los PLC Allen-Bradley, como las series CompactLogix y ControlLogix, ofrecen potentes capacidades de procesamiento, admiten múltiples protocolos de comunicación como EtherNet/IP y Modbus TCP, y se integran a la perfección con el software Studio 5000. Son un pilar de la automatización industrial moderna, permitiendo soluciones de control eficientes, precisas y escalables.

¿Qué software se utiliza para definir la configuración de datos de los PLC Allen-Bradley?

La configuración de datos de los PLC Allen-Bradley se define mediante Studio 5000 Logix Designer . Este software permite crear y administrar etiquetas, mapear puntos de datos y configurar parámetros de comunicación para una integración fluida con otros dispositivos. Con su interfaz intuitiva y herramientas versátiles, Studio 5000 facilita la configuración de datos para protocolos como Modbus TCP y EtherNet/IP, garantizando una comunicación eficiente y fiable en sistemas de automatización industrial.

¿Qué es mejor para la recopilación de datos, Modbus RTU o Modbus TCP/IP?

La elección entre Modbus RTU y Modbus TCP/IP depende de las necesidades específicas de su aplicación. Modbus RTU es ideal para redes pequeñas y sistemas heredados, ya que opera mediante comunicación serie (RS-232 o RS-485) y es rentable para la recopilación de datos a corta distancia. Sin embargo, Modbus TCP/IP es más adecuado para redes modernas de gran escala. Aprovecha Ethernet, lo que permite una transferencia de datos más rápida, mayor escalabilidad y compatibilidad con múltiples conexiones simultáneas. Para sistemas industriales que requieren una integración fluida con plataformasIoT o SCADA , Modbus TCP/IP suele ser la opción preferida.

¿Cómo envío datos del PLC a la nube?

Para enviar datos de PLC a la nube, comience conectando su PLC a una gateway o a un edge compatible con la comunicación en la nube. Configure la gateway para recuperar datos del PLC mediante protocolos como Modbus TCP o EtherNet/IP. A continuación, configure la gateway para que reenvíe estos datos a una plataforma IoT industrial mediante MQTT, HTTPS u otro protocolo compatible. Muchas plataformas también ofrecen API o conectores dedicados para optimizar la integración. Para soluciones avanzadas, considere usar IoT que puedan procesar y analizar los datos directamente en la nube, lo que permite obtener información y facilitar la toma de decisiones en tiempo real.