Mitsubishi plc como servidor Modbus TCP: un tutorial rápido

Agustin Pelaez -

Los controladores lógicos programables (PLC) son la columna vertebral de la automatización industrial, asegurando un control preciso y un intercambio de datos sin problemas en los dispositivos. Entre las muchas opciones de PLC disponibles, Mitsubishi PLCS se destaca por su confiabilidad, escalabilidad y características avanzadas. Junto con la potencia del Modbus TCP , estos PLC pueden transformar las redes industriales en sistemas eficientes e interconectados.

Este tutorial se centra en configurar un Mitsubishi FX PLC como un servidor Modbus TCP. Al aprovechar la capacidad de Modbus TCP para comunicarse a través de las redes Ethernet, puede habilitar el intercambio de datos en tiempo real entre el PLC y otros dispositivos en su sistema de automatización. Ya sea que sea un ingeniero experimentado o un principiante en automatización industrial, esta guía proporciona una vía clara para configurar su Mitsubishi FX PLC para la comunicación Modbus TCP.

Mitsubishi plcs y Modbus

¿Por qué elegir un Mitsubishi PLC?

Los Mitsubishi PLC son más que solo controladores; Son un símbolo de confiabilidad e innovación en la automatización industrial. Con más de un siglo de experiencia, Mitsubishi Electric se ha ganado su reputación como líder mundial en la fabricación de equipos eléctricos y electrónicos, transformando industrias en todo el mundo.

  • Confiabilidad comprobada

Las industrias confían en Mitsubishi PLCS que van desde la fabricación hasta la energía y el transporte. Su diseño robusto asegura un funcionamiento confiable incluso en los entornos más duros. Ya sea que controle la maquinaria compleja o la administración de datos de datos en una red, los Mitsubishi PLC ofrecen un rendimiento constante.

  • Innovación en su núcleo

Mitsubishi PLCS incorporan características de vanguardia como procesamiento de alta velocidad, integración de red perfecta y compatibilidad con protocolos como Modbus TCP, lo que las convierte en una opción inteligente para aplicaciones industriales modernas.

  • Escalabilidad y flexibilidad

Desde modelos compactos para aplicaciones a pequeña escala hasta sistemas modulares avanzados, Mitsubishi ofrece una amplia gama de PLC para adaptarse a cualquier proyecto. ¿Necesita expandir la funcionalidad? Los Mitsubishi PLC están diseñados para escalar con su negocio, asegurando el valor y la adaptabilidad a largo plazo.

  • Red de soporte global

Con una presencia en más de 120 países, Mitsubishi Electric proporciona atención al cliente integral y una gran cantidad de recursos. Desde la capacitación hasta la resolución de problemas, su equipo global garantiza una implementación y mantenimiento sin problemas, sin importar dónde se encuentren sus operaciones.

  • Experiencia específica de la industria

Los Mitsubishi PLC se adaptan para satisfacer las demandas de industrias específicas, incluidas las energía automotriz, de embalaje y renovable. Sus características especializadas, combinadas con compatibilidad con protocolos principales como Modbus TCP, hacen que la integración sea perfecta y eficiente.

Tipos de Mitsubishi PLCS

Mitsubishi ofrece una amplia gama de PLC para satisfacer las necesidades de diversas industrias y aplicaciones. Desde controladores compactos para operaciones a pequeña escala hasta sistemas avanzados para la automatización a gran escala, los Mitsubishi PLC proporcionan un rendimiento, escalabilidad y confiabilidad robustos. A continuación se muestra una descripción general de la serie clave Mitsubishi PLC y sus fortalezas.

Serie MelSec IQ-R - Lo mejor para control de mediana a gran escala

La serie MelSec IQ-R está diseñada para abordar los desafíos de la automatización moderna. Enfatiza la productividad, la calidad y la seguridad al tiempo que reduce el costo total de propiedad. Esta serie presenta:

  • Potencia de procesamiento mejorada : garantiza una producción confiable con un tiempo de inactividad reducido.
  • Características de seguridad cibernética : incluye filtros de acceso basados ​​en IP, autenticación de usuarios y claves de seguridad de hardware.
  • Integración de la industria 4.0 : una función de base de datos integrada convierte los datos sin procesar en ideas procesables.
  • Compatibilidad perfecta : compatibilidad con versiones anteriores con hardware y software de la serie MelSec-Q para una fácil migración.

La serie IQ-R es ideal para fabricantes que buscan soluciones escalables de alto rendimiento con opciones de conectividad avanzadas.

Serie MelSec IQ-F : perfecta para aplicaciones a pequeña escala y independiente

La serie MelSec IQ-F combina el paquete compacto con una funcionalidad potente. Esta serie está diseñada para proyectos de automatización de tamaño pequeño a mediano e incluye características como:

  • Procesamiento de alta velocidad : tiempos de respuesta rápidos para operaciones de ritmo rápido.
  • Ethernet incorporado : simplifica la integración en redes modernas.
  • Ranura de tarjeta SD : admite almacenamiento y transferencia de datos seguros.
  • Opciones de E/S flexibles : maneja una amplia gama de entradas/salidas digitales y analógicas.

Con su asequibilidad y facilidad de uso, la serie IQ-F es una opción confiable para sistemas independientes y configuraciones de automatización más pequeñas.


Serie MelSec-Q - Excelencia en automatización a mediana a gran escala

Desde su introducción en 1999, la serie Melsec-Q ha sido una piedra angular de la automatización de fábrica. Sigue siendo una solución de referencia para las industrias que requieren:

  • Arquitectura de múltiples CPU : administra múltiples procesos simultáneamente para mejorar la eficiencia.
  • Procesamiento de instrucciones de alta velocidad : aumenta el rendimiento general del sistema para satisfacer las demandas de producción modernas.
  • Escalabilidad : admite aplicaciones complejas con CPU versátiles y opciones de módulos.

La serie Q ofrece una confiabilidad incomparable para las operaciones que exigen precisión y velocidad.


Serie MelSec-L - Controladores compactos con características avanzadas

La serie MelSec-L es un PLC compacto que ofrece funcionalidad típicamente asociada con sistemas de control más grandes. Las características clave incluyen:

  • E/S incorporado y funciones : reduce la necesidad de módulos adicionales.
  • Pantalla en el dispositivo : permite las verificaciones de estado y la solución de problemas de errores sin una computadora.
  • Soporte de la tarjeta de memoria SD : habilita el almacenamiento y recuperación de datos rápidos.

Esta serie es ideal para aplicaciones que requieren una pequeña huella pero exigen capacidades avanzadas.


Serie MelSec-F : simple y escalable para operaciones a pequeña escala

La serie MelSec-F (FX Series PLC) es reconocida por su versatilidad y facilidad de uso en aplicaciones independientes. Los aspectos más destacados incluyen:

  • Características integradas : incluye contadores de alta velocidad, posicionamiento, puertos de comunicación y más.
  • Escalabilidad : las unidades de expansión permiten una integración perfecta de los módulos analógicos, de comunicación y control del sensor.
  • Dimensiones compactas : optimizado para sistemas a pequeña escala al tiempo que mantiene un rendimiento robusto.

La serie FX es una solución confiable para aplicaciones que requieren simplicidad y flexibilidad.

¿Qué es Modbus?

Modbus es un protocolo de comunicación ampliamente utilizado en la automatización industrial para el intercambio de datos entre dispositivos. Desarrollado en 1979 por Modicon, está diseñado para facilitar la comunicación simple y confiable entre los controladores lógicos programables (PLC), los sensores y otros dispositivos. Su estructura directa y su naturaleza abierta lo han convertido en un estándar en las industrias de fabricación, energía y transporte.

El protocolo organiza datos en registros y bobinas, lo que permite que los dispositivos compartan valores numéricos o estados discretos. Modbus viene en varias variantes, incluida Modbus RTU para comunicación en serie y MODBUS TCP para redes Ethernet. Estas opciones lo hacen versátil, admitiendo sistemas locales y distribuidos. Modbus se usa comúnmente en el monitoreo de datos, el control del equipo y los sistemas de supervisión donde la comunicación predecible y eficiente es esencial.

A pesar de su edad, Modbus sigue siendo relevante debido a su simplicidad, interoperabilidad y amplia adopción entre equipos industriales. Su capacidad para integrar dispositivos de diferentes fabricantes garantiza que continúe desempeñando un papel vital en los sistemas de automatización modernos.

Modbus TCP y sus ventajas

Modbus TCP es una variante del protocolo de comunicación Modbus diseñado para funcionar a través de las redes Ethernet. A diferencia de Modbus RTU, que se basa en la comunicación en serie, Modbus TCP aprovecha el Protocolo de control de transmisión (TCP) para habilitar un intercambio de datos más rápido y más flexible. Esta adaptación moderna del protocolo simplifica la integración con la infraestructura de TI existente y admite redes más grandes con más dispositivos.

Una de las principales ventajas de Modbus TCP es su capacidad para usar hardware Ethernet estándar, eliminando la necesidad de equipos de comunicación especializados. Esto no solo reduce los costos de instalación, sino que también permite que los dispositivos se comuniquen a distancias más largas y a velocidades más altas. Además, el soporte de Ethernet para conexiones simultáneas permite a Modbus TCP manejar múltiples solicitudes de clientes de manera eficiente, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren monitoreo o control en tiempo real.

Modbus TCP también mejora la escalabilidad y la interoperabilidad. Con un amplio soporte de fabricantes de equipos industriales, integra perfectamente dispositivos de diferentes proveedores en una sola red. Este enfoque abierto y estandarizado hace que Modbus TCP sea una opción preferida para la automatización industrial, particularmente en sistemas donde la flexibilidad, la velocidad y la compatibilidad son críticos.

Guía paso a paso

Requisitos

  • Mitsubishi FX3S PLC
  • Un módulo de comunicación RS-232 o RS-485 (por ejemplo, el FX3U-232AdP-MB o FX3U-485AdP-MB con un adaptador FX3S-CNV-ADP)
  • GX Works2 (el software de programación utilizado para configurar el PLC y escribir la lógica de la escalera). Descárguelo aquí con una cuenta Mitsubishi.
  • Software de votación de Modbus ( un simulador maestro de Modbus para probar los resultados. Utilizamos ModbusClientx en la guía )
  • El cable de comunicación apropiado para el módulo utilizado (RS-232 o RS-485). En nuestro ejemplo utilizaremos la configuración RS-485.

Configuración del PLC en GX Works2

  • Configuración de comunicación:
    • Abra GX Works2 y cree un nuevo proyecto.
  • Vaya a "Parámetro" ⟶ "Configuración de comunicación" ⟶ "Puerto serie 1 (o 2)".
  • Establezca los siguientes parámetros:
    • Velocidad de transmisión: Haga coincidir la velocidad de transmisión de encuestas de Modbus (por ejemplo, 19200).
    • Longitud de los datos: 8 bits
    • Paridad: incluso
    • Parar bit: 1 bit
  • Lógica de escalera:

Para configurar el PLC como un servidor Modbus TCP, deberá escribir la lógica de escalera para mapear los registros de Modbus a los registros de datos internos (registros d) del PLC):

Explicación del ejemplo que se muestra en la imagen:

  1. M8411:

M8411 habilita la configuración de comunicación de Modbus para el canal 1.

  1. H1097 (parámetros de comunicación):

Escribir H1097 en D8400 establece los parámetros de comunicación:

  • Datos de 8 bits
  • Incluso paridad
  • 1 bit de parada
  • 19200 bps
  • Modo de comunicación rs485
  1. D8400 (registrarse para la configuración de comunicación):
  • Este es el registro designado donde se escriben los parámetros de comunicación (por ejemplo, H1097).
  1. D8401 (configuración del modo de protocolo):  

Escribir H11 en D8401 establece el protocolo de comunicación del PLC en el modo de esclavos Modbus RTU, lo que permite que actúe como esclavo en la comunicación de Modbus.

  1. D8411 (parámetros de sincronización):
  • Escribir K10 a D8411 configura los parámetros de tiempo para la comunicación Modbus.
  1. D8414 (dirección esclava):
  • Escribir H1 en D8414 Establece la dirección de esclavo Modbus del PLC en 1.

Después de configurar la lógica de la escalera, cree el programa presionando F4 (Windows).

  • Finalmente, vaya a en línea ⟶ Escriba a PLC ⟶ Parámetro+Programa ⟶ Ejecutar. El programa se escribirá en el PLC. 

Ahora su PLC está actuando como un servidor Modbus (o esclavo) y está listo para ser encuestado de un cliente.

Prueba del PLC con ModbusClientx

Ahora probaremos la configuración del PLC utilizando nuestra computadora como cliente Modbus con el software ModbusClientX.

1. Instale y abra ModbusClientx

  • Descargue ModbusClientx desde este enlace e instálelo.
  • Abra ModbusClientx.

2. Conectación

  • Crear una nueva conexión.
  • Seleccione "RTU" como el modo Modbus.
  • Elija el puerto COM correcto.
  • Configure los ajustes de comunicación para que coincidan con el PLC (BAUD tasa, paridad, etc.).
  • Haga clic en "Conectar".

3. Lea los datos del PLC

  • Establezca la "ID de esclava" para que coincida con el número de estación del PLC.
  • Haga clic en "Leer" de la dirección 0 a 9.
  • Ahora se deben mostrar los valores actuales almacenados en los registros M y D del PLC.
  • Cualquier datos almacenados de sensores o dispositivos de campo en estos registros ahora será accesible para el dispositivo maestro.

4. Verifique la comunicación

Ahora, vayamos un paso más allá para verificar si los cambios en los registros de Modbus se reflejan correctamente en el dispositivo maestro.

  • Modifique la lógica de la escalera PLC para escribir un valor a los registros M o D.
    • Por ejemplo, agregue una línea para usar M8001 para escribir el número 10 constante al registro de memoria D0.
  • Construya y escriba el programa al PLC.
  • Use el modo de monitor para verificar que los valores se escriban correctamente en el PLC.

Ahora debería ver los valores esperados que se muestran.

5. Verifique MODBUSCLIENTX para obtener valores actualizados

  • Abra ModbusClientx. El valor en la dirección 0 ahora debería mostrar 10.
  • Modifique otros valores de registro en el PLC y monitoree los cambios en ModbusClientX.
  • También puede usar el dispositivo maestro para escribir valores en los registros del PLC:
    • Haga doble clic en cualquier registro de retención en ModbusClientx.
    • Ingrese un valor (por ejemplo, escriba 20 para registrar D1).
    • Haga clic en "Escribir al dispositivo" para enviar el valor al PLC.

6. Confirme los cambios en el PLC

  • En GX Works2, vaya a en línea → Monitor → Búfer de dispositivos/lote de memoria.
  • En el campo Nombre del dispositivo, ingrese D0 y presione Entrar.
  • Debe aparecer una tabla, que demuestra que D0 y D1 reflejan los valores escritos de ModbusClientx.

En este punto, el PLC se comunica con éxito como un servidor Modbus TCP, y el dispositivo maestro puede leer y escribir valores de registro en tiempo real.

Use IoT Gateway como cliente Modbus

En la automatización industrial, los datos de encuestas de un servidor Modbus son solo el comienzo. A menudo, es necesario visualizar esos datos de ubicaciones remotas para monitoreo y análisis. Aquí es donde entra en juego gateway IoT Con su soporte incorporado para Modbus y MQTT Communication, la gateway puede reemplazar el cliente simulado utilizado anteriormente en la guía. Al configurar la gateway IoT como un cliente Modbus, puede encuestar los datos directamente desde el Mitsubishi PLC y transmitirlo sin problemas a plataformas de nubes o sistemas remotos para la visualización y el procesamiento posterior.

Hagamos esto paso a paso.

  • Vaya a la página de inicio de sesión de la gatewayde Teltonika. Por defecto, es 192.168.1.1, o consulte el manual de su gatewaypara obtener credenciales.
  • Después de iniciar sesión, debe ver una ventana como la de abajo. Navegue a la opción "Modbus" dentro del menú "Servicios".
  • Asegúrese de que la opción Modbus TCP Slave esté deshabilitada. Esto se debe a que vamos a usar la gateway como maestro/cliente y el PLC como esclavo/servidor.
  • Vaya a la pestaña "Modbus Serial Master" y luego en la pestaña "RS485". Aquí agregaremos el PLC como un dispositivo esclavo. Agregue las configuraciones de esclavos como se definió anteriormente.
  • Haga clic en "Agregar". Luego edite los parámetros del dispositivo esclavo. Configure el dispositivo esclavo de la siguiente manera (debe ingresar los parámetros según la configuración de su proyecto):
  • Desplácese hacia abajo hasta la sección "Configuración de solicitud". Haga clic en "Agregar" para agregar detalles de los registros del PLC para ser encuestados. 

Nombre : Dé un nombre significativo para los datos que desea leer.

Tipo de datos : elija un tipo de datos apropiado en el menú desplegable.

Función : si solo desea leer, seleccione "Leer Registro de retención".

Primer registro : la dirección del registro PLC.

Registro de registro : la duración de los datos (cuántos registros ocupa).

Habilitado : mantenga cómo se verifica los datos de las encuestas continuamente.

Ahora haga clic en "Prueba". Si la configuración es buena, debería ver que el valor de registro PLC aparece en la parte inferior. Aquí muestra el valor "10" que se almacenó en el primer registro de nuestro PLC.

  • Haga clic en "Guardar" para finalizar el proceso.

Ahora la gateway está encuestando los datos continuamente del PLC, actuando como un cliente Modbus.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre Modbus RTU y Modbus TCP?

Modbus RTU utiliza comunicación en serie (p. Ej., RS-232 o RS-485) para transmitir datos en un formato binario compacto, lo que lo hace eficiente para redes más pequeñas con dispositivos limitados. Sin embargo, requiere conexiones punto a punto o de cadena, lo que puede limitar la escalabilidad.

Modbus TCP, por otro lado, funciona a través de las redes Ethernet utilizando el Protocolo de control de transmisión (TCP). Permite una comunicación más rápida, admite múltiples conexiones simultáneas y se integra fácilmente en la infraestructura de TI moderna. Esto hace que Modbus TCP sea más adecuado para sistemas distribuidos más grandes que requieren intercambio de datos de alta velocidad y flexibilidad.

¿Mitsubishi hace plcs?

Sí, Mitsubishi Electric es líder del mercado mundial en el espacio de controladores lógicos programables (PLC). Su línea PLC incluye una amplia gama de modelos, como las series Melsec IQ-R, IQ-F, Q, L y F, diseñadas para satisfacer las necesidades de los sistemas independientes de pequeña escala, así como complejos y complejos a gran escala Automatización industrial. Los Mitsubishi PLC son conocidos por su confiabilidad, escalabilidad y compatibilidad con protocolos como Modbus TCP, que brindan rendimiento en varias industies.

¿Cuántos tipos de PLC Mitsubishi hay?

Mitsubishi ofrece varios tipos de PLC, cada uno adaptado a diferentes necesidades de automatización. La serie principal incluye el MelSec IQ-R (su nueva línea insignia) para sistemas de mediana a gran escala con características avanzadas, el MelSec IQ-F para aplicaciones a pequeña escala y de forma independiente, el MelSec-Q para alta velocidad, grande, grande. -Scale Automation, el MelSec-L para control compacto pero versátil, y el MelSec-F (Serie FX) para soluciones simples y escalables en operaciones a pequeña escala. Cada serie está diseñada para satisfacer demandas industriales específicas, ofreciendo flexibilidad, rendimiento y confiabilidad.

¿Qué lenguaje de programación usa Mitsubishi PLC?

Los Mitsubishi PLC se programan utilizando Ladder Logic, un lenguaje de programación gráfico ampliamente utilizado en la automatización industrial. Son compatibles con entornos de programación como GX Works2 y GX Works3, que admiten la lógica de escalera junto con otros lenguajes estándar IEC 61131-3 como texto estructurado (ST) y diagramas de bloques de funciones (FBD). Estas opciones proporcionan flexibilidad para los enfoques de programación tradicionales y modernos, dependiendo de la aplicación.

¿Qué software usa Mitsubishi Electric PLCS?

Mitsubishi PLCS se programan y configuran utilizando software como GX Works2 y GX Works3 , ambas parte de la suite de ingeniería IQ Works. GX Works2 se usa comúnmente para Legacy PLCS, mientras que GX Works3 ofrece una interfaz moderna y características avanzadas para modelos más nuevos como la serie MelSec IQ-R e IQ-F. Estas herramientas admiten la lógica de escalera, el texto estructurado, la programación estructurada y la programación de bloques de funciones, lo que proporciona flexibilidad para una amplia gama de aplicaciones industriales.

¿Qué es GX Works2?

GX Works2 es un software de programación desarrollado por Mitsubishi Electric para configurar y programar sus PLC. Admite varios lenguajes de programación, incluidas la lógica de la escalera, el texto estructurado y los diagramas de bloques de funciones, lo que lo hace versátil para las tareas de automatización industrial. Después de haber llegado después del desarrollador GX, está diseñado principalmente para PLC más antiguos y heredados como la serie MelSec-Q y MelSec-F, ofrece herramientas para crear, depurar y mantener programas de control. GX Works2 es una solución confiable para los ingenieros que trabajan con la robusta línea de controladores lógicos programables de Mitsubishi.

¿Modbus TCP es compatible con dispositivos de terceros y sistemas SCADA ?

Sí, Modbus TCP es ampliamente compatible con dispositivos de terceros y sistemas SCADA . Como protocolo abierto y estandarizado, permite una integración perfecta en diferentes fabricantes y plataformas. Esto lo hace ideal para conectar los PLC, los sensores, los HMI y SCADA en la automatización industrial. Su uso de redes Ethernet garantiza la flexibilidad y la escalabilidad, lo que hace que Modbus TCP sea una elección confiable para sistemas diversos e interconectados.

¿Cuáles son las mejores prácticas para escribir lógica de escalera para mapear los registros de Modbus?

Al escribir la lógica de la escalera para mapear los registros de Modbus, comience identificando claramente los de datos del PLC (por ejemplo, registros D) que corresponden a las direcciones Modbus requeridas. Use convenciones de nombres consistentes y organizadas para que su programa sea fácil de leer y solucionar problemas. Siempre habilite la configuración de comunicación Modbus (por ejemplo, M8411 para Mitsubishi PLCS) y configure cuidadosamente los parámetros de comunicación para que coincidan con la configuración del cliente, incluida la velocidad de baudios, la paridad y la dirección de esclavos.

Mantenga la lógica simple y modular, mapeando solo los datos necesarios para evitar la complejidad innecesaria. Agregue comentarios para aclarar el propósito de cada peldaño y pruebe su programa utilizando el software de votación de Modbus para garantizar la funcionalidad adecuada. Estas prácticas ayudarán a mantener una configuración eficiente y confiable.

¿Cuáles son las características clave de la serie Mitsubishi PLC FX?

La serie Mitsubishi PLC FX es conocida por su diseño compacto, procesamiento de alta velocidad y versatilidad. Incluye características incorporadas como E/S analógica, comunicación Ethernet, control de posicionamiento y contadores de alta velocidad, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones. Desde que Mitsubishi Electric lo lanzó, la serie FX ha sido un estándar en la clase de controladores compactos, gracias a, entre otras cosas, su supuesta de expansión perfecta a través de módulos adicionales para el control analógico, de comunicación y del sensor. Su facilidad de programación y rendimiento robusto lo convierten en una opción confiable para los sistemas de automatización a pequeña escala.

¿Por qué se consideran los PLC de la serie Mitsubishi FX que se consideran controladores compactos de bajo costo?

Los PLC de la serie Mitsubishi FX están diseñados con asequibilidad y eficiencia en mente, ofreciendo características de automatización esenciales sin complejidad innecesaria. Su tamaño compacto ofrece muchas ventajas al reducir los requisitos de espacio de instalación, mientras que las funciones incorporadas como E/S de alta velocidad, entradas analógicas y puertos de comunicación eliminan la necesidad de módulos adicionales en muchas aplicaciones. Este diseño todo en uno minimiza los costos de hardware, lo que los convierte en una elección económica para los sistemas de automatización de pequeña escala o independiente, razones que explican cómo Mitsubishi tiene millones de instalaciones de controlador compactos en su crédito.