Un tutorial rápido sobre Rockwell PLC: ControlLogix como servidor Modbus TCP

En el mundo de la automatización industrial, los controladores lógicos programables (PLC) Allen-Bradley de Rockwell Automation son un punto de referencia en cuanto a confiabilidad y rendimiento avanzado. La serie ControlLogix está diseñada para sistemas complejos a gran escala que exigen precisión y escalabilidad. La integración de estos PLC con dispositivos Modbus mejora su conectividad , permitiendo una comunicación perfecta con dispositivos de terceros.

Esta guía demuestra cómo configurar el PLC ControlLogix 5580 L85E como servidor Modbus TCP , utilizando la instrucción complementaria del servidor Modbus TCP (AOI). Siga las instrucciones para satisfacer sus necesidades de automatización de manera eficiente mientras mantiene los más altos estándares de operación y confiabilidad .

Introducción a Modbus y Rockwell Automation/PLC Allen-Bradley

¿Qué es Modbus?

Modbus es un protocolo de comunicación ampliamente utilizado desarrollado en 1979 por Modicon, ahora parte de Schneider Electric. Permite una comunicación perfecta entre dispositivos en sistemas de automatización industrial , sirviendo como puente para compartir datos entre redes. Diseñado para ofrecer simplicidad y versatilidad, Modbus es fundamental en muchas configuraciones de automatización.

En esencia, Modbus opera como un protocolo maestro-esclavo (o cliente-servidor en Modbus TCP), donde un único dispositivo, conocido como maestro, inicia la comunicación solicitando datos de uno o más dispositivos esclavos. Esta configuración es ideal para el monitoreo y control en tiempo real de equipos como sensores , actuadores y PLC.

El protocolo admite múltiples modos de comunicación, lo que lo hace adaptable a una variedad de entornos:

• Modbus RTU : protocolo optimizado para comunicación serie a través de redes RS-485 o RS-232.
• Modbus TCP : Creado para aprovechar las redes Ethernet, proporcionando una comunicación más rápida y confiable para los sistemas industriales modernos.

Su simplicidad y diseño abierto han convertido a Modbus en una opción popular para la interoperabilidad entre dispositivos de diferentes fabricantes. Esta facilidad de integración garantiza un funcionamiento fluido en sistemas complejos, ya sea que esté transmitiendo datos básicos u organizando complejos procesos de automatización.

Al utilizar Modbus, las operaciones industriales acceden a un estándar de comunicación robusto y flexible, perfecto para conectar una amplia gama de dispositivos.

Comprensión del protocolo Modbus TCP

Modbus TCP es un protocolo ampliamente utilizado para la comunicación entre dispositivos a través de redes IP. Modbus, originalmente desarrollado para la comunicación en serie, ha evolucionado para satisfacer las demandas de la automatización industrial moderna aprovechando las redes Ethernet. Esta evolución ha dado como resultado Modbus TCP, que ofrece una comunicación más rápida y confiable entre dispositivos.

En la automatización industrial, Modbus TCP es esencial para permitir un intercambio de datos fluido entre varios componentes, incluidos controladores lógicos programables (PLC), sistemas de control y otros equipos de automatización. Al utilizar Ethernet, Modbus TCP garantiza que los datos se transmitan de manera rápida y eficiente, lo cual es crucial para el monitoreo y control en tiempo real.

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

Los PLC ControlLogix de Allen-Bradley son reconocidos por su rendimiento, confiabilidad y flexibilidad en la automatización industrial. Como parte de una marca con un legado que se remonta a 1903, los productos Allen-Bradley se han convertido en una piedra angular para las empresas que requieren soluciones de control avanzadas y escalables.

La serie ControlLogix se destaca como una opción de primer nivel para sistemas complejos y de gran escala, ya que ofrece una potencia de procesamiento inigualable y capacidades de integración perfecta. Estos PLC están diseñados para manejar tareas exigentes, lo que los convierte en los favoritos en industrias donde la precisión y la velocidad son fundamentales.

Los PLC de Allen-Bradley se programan con Studio 5000 , un paquete de software fácil de usar que simplifica la programación y mejora la eficiencia del desarrollo. Desde lógica de escalera hasta texto estructurado, el software proporciona las herramientas necesarias para crear procesos de automatización complejos con facilidad.

He aquí por qué el sistema de control ControlLogix sigue siendo una opción confiable:

• Potencia de procesamiento : Diseñado para ejecutar aplicaciones de gran escala y con uso intensivo de datos sin demoras.
• Confiabilidad : desde el recubrimiento conformado para proteger la placa hasta el uso de materiales de calidad industrial, los PLC ControlLogix están diseñados para resistir entornos industriales hostiles, lo que garantiza un funcionamiento constante y un tiempo de inactividad reducido.
• Flexibilidad : admite múltiples protocolos de comunicación y lenguajes de programación, lo que permite una integración perfecta con diversos sistemas.
• Funciones de seguridad : Incluye opciones a prueba de fallos para operaciones críticas, lo que garantiza que los sistemas puedan funcionar de forma segura en todas las condiciones.

Para las organizaciones que priorizan la calidad, la innovación y el rendimiento , ControlLogix PLC proporciona una solución de automatización integral. El uso de estos productos elimina en gran medida el trabajo manual, aportando niveles de eficiencia a las empresas que son fundamentales para seguir siendo competitivas en cualquier contexto industrial. Si bien los productos Allen-Bradley pueden tener un precio más alto en comparación con otras marcas, su capacidad para ofrecer valor a largo plazo y un costo total de propiedad reducido los convierte en una inversión indispensable para las empresas que buscan mantenerse a la vanguardia en el panorama competitivo actual.

Tipos de controladores lógicos programables Allen-Bradley

Los PLC Allen-Bradley, fabricados por Rockwell Automation , están diseñados para satisfacer una amplia gama de necesidades de automatización industrial. Desde controladores compactos para sistemas pequeños hasta soluciones de alto rendimiento para operaciones complejas, la variedad de PLC garantiza que haya un modelo adecuado para cada aplicación.

MicroLogix

Compacta, rentable y perfecta para tareas de automatización a pequeña escala, la serie MicroLogix es ideal para empresas que buscan soluciones asequibles pero confiables . A pesar de su tamaño compacto, ofrece sólidas capacidades de programación y es adecuado para tareas de automatización industrial

CompactLogix

Posicionados como una opción de rango medio, los PLC CompactLogix brindan un equilibrio entre escalabilidad y rendimiento. Están diseñados para aplicaciones de complejidad media y pueden manejar tareas de automatización más importantes en comparación con MicroLogix. Con soporte para EtherNet/IP e instrucciones complementarias, CompactLogix es una opción versátil para empresas en crecimiento.

ControlLogix

Los PLC ControlLogix , la serie insignia para sistemas complejos a gran escala, ofrecen potencia de procesamiento, flexibilidad y modularidad . Estos controladores están diseñados para aplicaciones exigentes que requieren una integración perfecta , comunicación en tiempo real y funciones de seguridad . Con soporte para Modbus TCP, los PLC ControlLogix están a la vanguardia de las tecnologías modernas de automatización industrial . La serie ControlLogix representa una mejora significativa con respecto a los modelos anteriores, ya que ofrece potencia de procesamiento mejorada y funciones de seguridad avanzadas.

PLC-5

Los controladores PLC-5 , una serie heredada, eran conocidos por su confiabilidad y diseño robusto , lo que los convirtió en un elemento básico en la automatización durante décadas. Si bien ya no son la opción preferida para nuevos proyectos, muchas instalaciones todavía dependen de ellos para operaciones críticas, especialmente en aplicaciones que requieren comunicación Data Highway Plus

SLC 500

Otra serie heredada, los controladores SLC 500, sirvieron como opciones de rango medio antes de la introducción de CompactLogix. Si bien ahora se han reemplazado en su mayoría, estos PLC eran reconocidos por su durabilidad y facilidad de uso , lo que los convertía en una herramienta valiosa para los profesionales de la automatización durante su apogeo.

Módulo MVI56-MCM como puente Modbus para PLC Allen-Bradley

En este artículo, exploraremos cómo las AOI de Rockwell simplifican las tareas de automatización, particularmente al permitir la comunicación Modbus. Sin embargo, las AOI no son la única forma de lograr la funcionalidad Modbus. Los ingenieros de automatización suelen confiar en módulos de terceros como el MVI56-MCM para cerrar la brecha entre los PLC de Allen-Bradley y los dispositivos compatibles con Modbus.

Un AOI es como un código reutilizable en el desarrollo de software. Imagine que está escribiendo una aplicación de software y tiene un bloque de código que realiza una tarea específica. En lugar de reescribir este bloque cada vez que lo necesite, lo encapsula en una función o módulo al que puede llamar donde sea necesario. Un AOI es esencialmente el equivalente PLC de esta función reutilizable.

En el pasado, los PLC de Rockwell Allen-Bradley no incluían un AOI nativo para la comunicación Modbus TCP. Los ingenieros de automatización a menudo tenían que depender de módulos de expansión de terceros, como el MVI56-MCM de ProSoft Technology, para habilitar la compatibilidad con el protocolo Modbus para los PLC ControlLogix. Estos módulos sirvieron como traductores de protocolos dedicados y manejaron la comunicación Modbus externamente, cerrando la brecha entre el PLC Allen-Bradley y los dispositivos compatibles con Modbus.

La comunicación entre el PLC y el módulo MVI56-MCM se produjo a través del backplane ControlLogix, un bus de comunicación compartido que conecta todos los módulos dentro del bastidor del PLC. El módulo se configuró en el programa PLC ControlLogix (usando RSLogix 5000 o Studio 5000) como un módulo de E/S genérico y el intercambio de datos se logró mediante la asignación de memoria de entrada/salida (E/S).

En el lado de Modbus, el MVI56-MCM actuó como maestro/esclavo Modbus RTU o cliente/servidor Modbus TCP, según la aplicación y la configuración. Gestionó la comunicación Modbus de forma independiente, manejando tareas como sondear dispositivos Modbus, gestionar solicitudes y formatear datos en marcos compatibles con Modbus.

En el lado del PLC, el MVI56-MCM presentó datos Modbus como bloques de memoria predefinidos accesibles a través del programa PLC. Los ingenieros podrían leer y escribir en estos bloques de memoria utilizando la lógica PLC.

Requisitos

Requisitos de hardware

• PLC ControlLogix L85E
• Módulo EtherNet/IP EN2T o EN2TR
• Chasis de 10 ranuras para PLC y módulo EtherNet/IP
• cable ethernet

Requisitos de software

• Studio 5000 (anteriormente RsLogix 5000) versión 20 o superior
• Modbus TCP AOI v2.04
• RSLinx
• Cliente ModbusX

Guía paso a paso

Paso 1: instale Studio 5000

Descargue e instale Studio 5000 desde el Centro de descarga y compatibilidad de productos de Rockwell . Asegúrese de tener la versión 20 o superior para admitir las capacidades de programación .

Paso 2: configurar el proyecto Studio 5000

1. Abra Studio 5000 y haga clic en 'Nuevo proyecto'. En la nueva ventana, seleccione 'Logix' en el panel izquierdo y luego seleccione 'Controlador ControlLogix 5580' ⟶ 'Controlador ControlLogix 5580 1756-L85E'.

   

2. En la nueva ventana, seleccione 'Logix' en el panel izquierdo y luego seleccione 'Controlador ControlLogix 5580' ⟶ 'Controlador ControlLogix 5580 1756-L85E'.

   

3. Configure el campo de revisión según su versión de Studio. Como estamos usando el 32, usamos este número. Configure el chasis y la ranura según la configuración de su hardware y haga clic en "Finalizar".

   

4. Agregue un módulo EtherNet/IP (EN2T en nuestro caso):

Haga clic derecho en el backplane en el árbol de configuración de IO y haga clic en 'Nuevo módulo'.

Busque el módulo EN2T y haga clic en 'Crear'.

Ingrese la dirección IP, el número de ranura y el nombre del módulo.

Paso 3: descargue AOI y configure la tarea

1. Diríjase a este enlace de Rockwell y descargue el archivo llamado 'Instrucciones del complemento Modbus TCP para controladores ControlLogix y CompactLogix, AOI versión 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. Rockwell recomienda que la velocidad sea de 10 ms o más (las velocidades más lentas reducirán la carga del controlador y reducirán el rendimiento, mientras que las velocidades más rápidas aumentarán el rendimiento pero agregarán una carga significativa al controlador).

3. Cree un programa dentro de la nueva tarea. Hágalo haciendo clic derecho en la tarea ⟶ 'Agregar' ⟶ 'Nuevo programa'. Nómbrelo.

4. Ahora crearemos una nueva rutina dentro de este nuevo programa. Haga esto haciendo clic derecho en el programa ⟶ 'Agregar' ⟶ 'Nueva rutina'. Nómbrelo.

5. Abra la rutina, haga clic derecho en el lado izquierdo de la rutina y haga clic en 'Importar peldaños'. Aparecerá una ventana emergente, busque la carpeta donde descargó el AOI (dentro del archivo 'Logic'), seleccione el archivo 'raC_Opr_NetModbus TCPServer _Rung.L5X'. El AOI Modbus TCP se agregará a la rutina.

6. Después de agregar la rutina, haga clic derecho en la etiqueta AOI y presione 'Monitor Server_01'. Aquí, defina la ranura y la dirección IP del módulo EtherNet/IP. En nuestro caso, '1' es la ranura y '192.168.1.13' es la dirección IP del módulo. El resto de parámetros se dejan como están.

7. Ahora el último paso es verificar que no haya errores en el proyecto y luego descargarlo al PLC. Si tiene éxito, el PLC actuará como un servidor Modbus TCP. Dirígete a la pestaña 'Comunicación'. Seleccione 'Quién está activo'.

8. Aparecerá una nueva ventana para RSLinx. Seleccione su controlador y presione 'Descargar'. El controlador entrará en "Online" o podrá cambiarlo como se muestra en la imagen.

Paso 4: Pruebe la comunicación Modbus con ModbusClientX

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

1. Abra ModbusClientX y seleccione Modbus TCP.
2. Ingrese la dirección IP del PLC y haga clic en 'Conectar'.

3. Haga clic en "Leer de 0 a 9" para recuperar los primeros 10 valores de datos almacenados desde Server_01_Data.HoldRegisters_4xxx[0] hasta Server_01_Data.HoldRegisters_4xxx[9]. Aquí, simplemente estamos moviendo 3 registros de la lógica a ModbusClientX.

Server_01_Data.HoldRegisters_4xxx[0] = 40000
Server_01_Data.HoldRegisters_4xxx[1] = 40001
…
Server_01_Data.HoldRegisters_4xxx[9] = 40009

4. Regrese a Studio 5000. Si los valores enviados desde el PLC aparecen en ModbusClientX, esto confirma una lectura de datos exitosa.

Preguntas frecuentes

¿Los PLC utilizan Modbus?

Sí, los PLC suelen utilizar Modbus para la comunicación en la automatización industrial. Modbus permite un intercambio de datos fluido entre dispositivos, como sensores, actuadores y sistemas de control, lo que garantiza la interoperabilidad incluso entre dispositivos de diferentes fabricantes. Muchos PLC, incluida la serie ControlLogix de Allen-Bradley, admiten Modbus TCP, que aprovecha Ethernet para una comunicación rápida y confiable, lo que lo convierte en la opción preferida para los sistemas industriales modernos en red.

¿Es Rockwell lo mismo que Allen-Bradley?

Rockwell es la empresa matriz de Allen-Bradley, una marca reconocida bajo su paraguas. Allen-Bradley se especializa en la fabricación de controladores lógicos programables (PLC), sistemas de control industrial y productos de automatización. Mientras Allen-Bradley se centra en el hardware y las soluciones, Rockwell supervisa la cartera más amplia, que incluye software, servicios y tecnologías de automatización avanzadas, lo que hace que ambos estén estrechamente entrelazados pero no sean idénticos.

¿Para qué se utiliza ControlLogix?

ControlLogix es una línea de controladores lógicos programables (PLC) de alto rendimiento de Allen-Bradley, diseñados para gestionar sistemas de automatización industrial complejos y de gran escala. Se utiliza para controlar y monitorear procesos, maquinaria y líneas de producción con precisión y escalabilidad. Los PLC ControlLogix son ideales para aplicaciones que requieren una integración perfecta, comunicación en tiempo real y funciones de seguridad avanzadas, lo que los convierte en la opción preferida en industrias como la fabricación, la energía y la logística. Su diseño modular y soporte para múltiples protocolos de comunicación, incluido Modbus TCP, mejoran la flexibilidad y la eficiencia en entornos de automatización exigentes.

¿Qué son los PLC de Allen-Bradley?

Los PLC de Allen-Bradley son controladores lógicos programables avanzados desarrollados por Rockwell, diseñados para automatizar y optimizar procesos industriales. Conocidos por su confiabilidad y flexibilidad, estos PLC van desde controladores compactos como la serie MicroLogix para tareas de pequeña escala hasta soluciones de alto rendimiento como la serie ControlLogix para sistemas grandes y complejos. Los PLC de Allen-Bradley admiten una variedad de protocolos de comunicación, incluidos EtherNet/IP y Modbus TCP, lo que garantiza una integración perfecta con diversos equipos y redes industriales. Con un rendimiento sólido y amplias capacidades de programación, son la piedra angular de la automatización moderna.

¿Cuál es la diferencia entre Rockwell Automation y Allen-Bradley?

Rockwell Automation es la empresa matriz, líder mundial en soluciones de automatización industrial y transformación digital. Allen-Bradley es una marca emblemática de Rockwell y se especializa en productos de hardware como controladores lógicos programables (PLC), sistemas de control de motores y componentes industriales. Si bien Rockwell abarca una amplia cartera, que incluye software y servicios, Allen-Bradley se centra en ofrecer hardware de alta calidad para sistemas de automatización. Juntos, brindan soluciones integrales para operaciones industriales en todo el mundo.

¿Qué es ControlLogix 5580?

El ControlLogix 5580 es un controlador lógico programable (PLC) de alto rendimiento de Allen-Bradley, que forma parte de la serie ControlLogix. Está diseñado para tareas complejas de automatización industrial que requieren potencia de procesamiento avanzada, comunicación en tiempo real y funciones de seguridad mejoradas. Con capacidades Ethernet integradas y soporte para protocolos como Modbus TCP y EtherNet/IP, el 5580 proporciona un manejo de datos más rápido y una escalabilidad mejorada del sistema. Su diseño modular permite una integración perfecta con diversas aplicaciones industriales, lo que lo convierte en la opción preferida para entornos de automatización exigentes.

¿Para qué se utiliza el software Studio 5000?

Studio 5000 es el entorno de desarrollo integrado (IDE) para programar y configurar controladores lógicos programables (PLC) de Allen-Bradley, incluidas las series ControlLogix y CompactLogix. Agiliza el desarrollo de sistemas de automatización industrial al admitir múltiples lenguajes de programación, como diagrama de escalera (LD) y texto estructurado (ST). Studio 5000 se utiliza para diseñar, simular y administrar aplicaciones de control, lo que permite una configuración perfecta de hardware, comunicación y funciones de seguridad avanzadas. Su interfaz intuitiva mejora la eficiencia, lo que la convierte en una herramienta fundamental para los proyectos modernos de automatización industrial.

¿ControlLogix admite Modbus TCP?

Sí, los PLC ControlLogix admiten Modbus TCP mediante el uso de AOI o módulos dedicados como el MVI56-MCM. Esto les permite comunicarse con dispositivos compatibles con Modbus a través de redes Ethernet. Al habilitar Modbus TCP, los PLC ControlLogix pueden intercambiar datos en tiempo real con equipos de terceros, lo que los hace altamente adaptables a diversos sistemas de automatización industrial.

¿Qué protocolo utiliza Allen-Bradley PLC?

Los PLC de Allen-Bradley admiten una variedad de protocolos de comunicación para garantizar flexibilidad y una integración perfecta en entornos industriales. Estos incluyen EtherNet/IP para comunicación Ethernet de alta velocidad, DeviceNet para redes a nivel de dispositivo, ControlNet para control en tiempo real, E/S remotas para sistemas distribuidos de entrada/salida y protocolos seriales RS-232/RS-485. Este soporte diverso de protocolos hace que los PLC de Allen-Bradley se adapten a una amplia gama de necesidades de automatización.

¿Qué es el protocolo Modbus TCP?

Modbus TCP es un protocolo de comunicación basado en Ethernet que se utiliza en la automatización industrial para intercambiar datos entre dispositivos como PLC, sensores y sistemas de control. Amplía el protocolo Modbus tradicional aprovechando TCP/IP para una comunicación más rápida y confiable a través de redes Ethernet. Modbus TCP opera en un modelo cliente-servidor, lo que permite compartir datos en tiempo real sin problemas entre diversos equipos. Su simplicidad, escalabilidad y compatibilidad con dispositivos de múltiples fabricantes lo convierten en una opción estándar para los sistemas industriales modernos.