Práctica 3: Redes MPI

Abstract

Una de las formas más sencillas de comunicar varios PLC de la familia Siemens es mediante una red MPI. Esta permite intercambiar información entre los sistemas y controlarse mutuamente. A lo largo de esta práctica se hablará de este tipo de interfaces.

Objetivos

Al terminar esta práctica, el alumno

a)     Aprenderá a manejar y utilizar la red MPI de Siemens

b)     Aprenderá a utilizar la ventana de configuración NETPRO
c)     Comprenderá el uso de variables globales.

Marco Teórico

La interfaz multipunto o MPI (Multi-Point Interface) es una forma de comunicación entre dos o más dispositivos, en la cual éstos comparten datos entre ellos y pueden dar órdenes ya sea a sus sistema o a otros conectados a la interfaz.

Para los sistemas de la línea S7, este protocolo resulta muy económico y sencillo de manejar. Permite conectar 32 equipos a una misma red y da la oportunidad que 5 equipos compartan datos al mismo tiempo.  Soporta una distancia máxima de 50 metros entre el primer equipo y el último o  una de 1000 metros si se llegan a utilizar repetidores de señal.

Una herramienta que el software maneja y facilita las conexiones de este tipo de interfaces es la comunicación de datos globales, en la cual se le indica al sistema qué marcas de memorias se activan en un PLC como emisores y cuáles se activan en PLC dentro de la red como receptores. Cómo la lógica indica, al enviarse una señal emisor un receptor la recibe y la utiliza como un indicador dentro de la lógica de su programa.  Hay que tener en cuenta que cada CPU puede participar dentro de hasta 4 círculos de datos globales diferentes dentro de una red.

Una de las aplicaciones que el MPI nos permite realizar es una división de procesos con el fin de tener un mecanismo de Voltaje Dinámico y Escalamiento de Frecuencias. Con esto el procesador maestro del sistema puede buscar algún nodo que no esté trabajando con alguna tarea pesada o que no ocupe toda la capacidad de su procesador y con ello reducir la frecuencia a la que trabaja el CPU y así reducir el consumo de potencia del sistema, generando a la vez un ahorro energético.

Otra de las aplicaciones estudiada por ingenieros y especialistas del Wuhan Digital Engineering Institute en China, generaron un proceso en el que se migran programas e instrucciones mediante un MPI de un sistema a otro cuando ciertas condiciones especificadas por el diseñador, que puede aplicarse bajo casos de emergencia. Todo esto lo realiza mediante un prototipo diseñado por los investigadores de este instituto denominado LAM/Migration basado en LAM/MPI+BLCR para que los procesos enviados lleguen de forma limpia y transparente.

Desarrollo

1. Material a utilizar

• PLC S7-300
• 2 Pistones de doble efecto
• Interfaz I/O para banana-banana
• Cables banana-banana
• 2 Válvulas electroneumáticas 5/2
• Mangueras
• 4 Sensores Capacitivos
• Fuente de 24 V
• Computadora con Simatic Administrator

2.     Configuración de la red MPI

En las imágenes se observa la configuración del Hardware de las 2 estaciones donde se trabajará.

En la sección de MPI del CPU se crea la red de Ethernet en la que se enlazarán los PLC por medio de la interfase.

En NetPro de Simatic se observa la configuración de la red y sus estaciones.

En la tabla de datos se establece la comunicación de datos entre los CPUs, donde solo hay 1 emisor y un máximo de 4 receptores. Esta comunicación se da a través de bytes de datos, los cuales pueden ser salidas o marcas de memoria. En la imagen se aprecia como la estación 3 envía la MB4 mientras que la estación 4 la recibe en su MB5.

a)     Programa 1:

El BM prende el bit 0 de la MB4, mientras que el BP prende el bit 1.

Prueba 1: En el OB1 de la estación 4 se transfiere un 1 en todos los bits de la salida 0 con el BM y 0 en todos los bits con el BP.

Prueba 2: En este caso se transfiere un 10 al valor de la salida al oprimir el BM.

b)     Programa 2:

Activa la función F1 donde se establecen las marcas que se enviarán a la estación 4 y salidas de los pistones.

Se establece una secuencia que utiliza pistones de ambas estaciones por medio de la comunicación MPI entre ellas, la secuencia se expresa así:

Conclusiones

Alejandro Castañeda Montero            A01163013

La práctica me pareció muy interesante ya que nunca había trabajado con una interfaz multipunto, pudo notar que tiene una gran importancia en la industria y que saber utilizarla bien brinda grandes ventajas cuando se trata de elaborar procesos en distintos lugares que necesiten relacionarse entre ellos para una mayor eficacia y sincronización.

Quisiera seguir trabajando con MPI en más prácticas para conocer todas las formas de aplicarla y para aprender a utilizarla mejor, ya que a veces hacer una sola práctica no es suficiente para que toda la información se aprenda correctamente además de que me gustó controlar equipos que no fueran el mío.

Carlos Alberto Núñez Goya               A01162868

En esta práctica conocimos la interfaz multipunto exclusiva de Siemens, la cual nos permite interconectar hasta 32 dispositivos en una misma red y comunicar un máximo de 5 dispositivos a la vez. Esta aplicación es muy útil cuando se tienen diversas estaciones de trabajo dependientes entre sí, lo cual es muy común en procesos industriales ya que estos están encadenados normalmente. La desventaja de la MPI es que solo comunica dispositivos Siemens, así que si se tienen PLCs o dispositivos de otras marcas se necesitan otros protocolos de comunicación.

Jorge Francisco Mejía Quiroz             A01163123

El uso de diferentes sistemas de comunicación entre sistemas resulta de suma importancia en la industria actual, ya que muchas fábricas tienen procesos automatizados y son tan rápidos algunos que dependen de las mismas máquinas para capturar, recibir y enviar información del proceso que se realiza.

Esta práctica resultó útil para el conocer el funcionamiento básico de una red MPI y poder conocer sus diversas aplicaciones que se le pueden dar. Resultaría interesante poder trabajar con una MPI en la que se incorporen también interfaces Humano-Máquina, para poder tomar información del proceso que se realiza y presentarlo a un usuario de una forma amigable.

Referencias

Dorantes González, Dante j. et al (2004) Automatización y Control, Prácticas de Laboratorio. Editorial McGraw-Hill, México D.F.

V. López. (ND) Interface MPI. Recuperado de http://homepage.cem.itesm.mx/vlopez/mpi.htm

T. Liu, Z. Ma, Z. Ou. (2009) “A Novel Process Migration Method for MPI Applications” Recuperado de http://0-ieeexplore.ieee.org.millenium.itesm.mx/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=5368724