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Durante todo el año recibimos muchos mail, pidiéndonos información para realizar trabajos sobre autómatas. Así que ahora es el momento para recordaros que necesitamos de vuestra colaboración enviándonos los que ya habéis presentado.
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Comunicaciones
¿Cómo llegan los datos
del TC50 al PLC AC31 de ABB y viceversa? El secreto esta en el
cable... Entre el TC50 y
el PLC AC31 de ABB se coloca un cable de comunicaciones. ¿Por que se llama cable
de comunicaciones? Porque permite que ambos dispositivos se comuniquen.
Tanto el PLC AC31
como el TC50 de ABB tienen un “puerto” de comunicaciones. Al filo de este puerto
se ponen unos datos con su pañuelo blanco a despedir a los datos que van a
viajar de un dispositivo al otro. Este cable de
comunicaciones respeta el estándar RS232. Este estándar se ha
logrado mediante un consenso entre los fabricantes de equipos eléctricos de los
EEUU, quienes tienen una asociación que se llama la EIA Electronics Industry
Association. La idea de ponerse de
acuerdo es que el usuario -que es el Rey de la Creación Mercantil- pueda
decidir con que fabricante va a comprar sus equipos sin tener que preocuparse de
la compatibilidad. En otras palabras, la estandarización, le permite elegir con
quien ir a la fiesta. Las 2 primeras siglas (RS)
del nombre RS232, significa Recommended Standard o Estándar Recomendado. En
otras palabras, no es obligatorio que se siga este estándar ... claro que si
usted no lo sigue, nadie comprará sus productos. En un extremo del cable
de comunicaciones se encuentra un conector llamado DB9. Se llama así porque
tiene la forma de una D. Y tiene el numero 9 porque tiene 9 patitas.
La otra versión de
conector que se usa para comunicaciones seriales RS232 es el conector DB25. Si usted mira la parte
posterior de su computador, vera los puertos seriales. Se dará cuenta que su PC
tiene un conector DB9 y un DB25. ¡No importa la marca de
su PC!. Eso es lo que significa
ser un estándar. El método de
comunicaciones RS232 es el más común de los métodos de comunicaciones. Los sistemas de
comunicación de PLC AC31 de ABB, así como todos los demás PLCs
en el mercado, tienen sus raíces en el sistema de telégrafos que usted vera en
las películas del Viejo Oeste, con todo y el tipo de la gorrita, mangas blancas
y ligas en los brazos. La historia de las
comunicaciones se remonta a 1810 cuando un señor alemán de apellido von
Soemmering, utilizo 26 cables (1 por cada letra del alfabeto) pegados a la parte
inferior de un acuario. Cuando se pasaba
corriente por los cables, se producían burbujas en el agua. De esta forma, se podían
enviar mensajes codificados por medio de burbujas. Los militares vieron
este ingenio y dijeron: ¡Eureka! (o el equivalente alemán de esta palabra) y
se inició la carrera para desarrollar los sistemas de comunicaciones. Luego, el señor Morse
inventó su dispositivo que enviaba sonidos cortos y largos, que representaban
los caracteres. En el código morse, los
sonidos cortos se llaman ESPACIOS y los sonidos largos se denominan MARCAS. Como ve, esto es un código
binario, porque usa solo 2 valores posibles: Espacio y Marca. En términos de
computadoras diríamos que trabaja con 2 bits: 0 y 1. El mensaje más famoso
del código Morse es SOS que viene de las palabras inglesas Save Our Souls o
Salve Nuestras Almas. Lamentable pero el código
se hizo famoso cuando se hundió el Titanic. En términos modernos
diríamos que fue “estandarizado” por este penoso incidente. Cuando hablamos de código
Morse, hablamos de comunicación SERIAL. Se llama serial, porque
los códigos se reciben uno detrás de otro o “en serie”. La comunicación RS-232
también es de tipo serial, ya que los bits vienen uno detrás de otro. Uno de los formatos mas
usados para el envío de datos es el ASCII.
ASCII son las siglas de
American Standard Code for Information Interchange o Código Estándar Americano
para el Intercambio de información. El formato ASCII
(ilustrado en la Tabla de Ejemplos ASCII) toma un conjunto de 7 bits para
representar cualquier carácter, bien sea una letra, un numero o un símbolo. Cuando usted tiene 7
bits, los puede combinar de 128 maneras diferentes, por tanto, ASCII reconoce
hasta 128 caracteres codificados. Hay una nueva versión
de ASCII que incluye un octavo bit, para un total de 256 caracteres codificados. El formato ASCII es
reconocido por todas las computadoras y se puede utilizar para comunicarse con
el PLC. Como se pudo ver de la
tabla ejemplo, un conjunto de bits representa cada carácter. Una forma más compacta
de representar un conjunto de bits, es mediante la representación Hexadecimal.
Esta representación toma 4 bits y los representa por un numero o una letra que
va del 0 al F.
El puerto serial del PLC
codifica los bits utilizando un voltaje en una de las patas del conector RS232. El PLC utiliza voltajes
de +15 Volts y –15 Volts en corriente directa, para representar el bit 0 y el
bit 1. Cada una de las patitas
del puerto serial está dedicada a un propósito específico, que fue
determinado cuando se elaboró el estándar RS232.
La tabla “Propósito”
ilustra la asignación de señales para el conector con 9 patas que normalmente
tienen los PLCs. Para trabajar, el puerto
serial del PLC energiza o desenergiza alguna de las patas. Por razones históricas,
los dispositivos RS232 están
clasificados en 2 tipos: q
Los equipos terminales o DTE q
Los equipos de comunicaciones o
DCE Digo por razones históricas
porque en el periodo Cretaceo de las computadoras, digamos por 1970, todos los módems
eran externos al equipo de computación. En ese entonces usted
tenia en cada extremo de la línea telefónica un modem (DCE) y una computadora
(DTE) atada al modem. En la actualidad, los módems
ya vienen dentro de las computadoras, así que es medio difícil hacer la
distinción entre lo que es un DTE y lo que es un DCE. De todas maneras, es
bueno que usted sepa que los puertos de comunicaciones RS232 de los PLCs pueden
venir como un dispositivo DCE o DTE. ¿Por qué? Nuevamente
por razones de conexión. El uso de las patas del
puerto de comunicaciones esta descrito en la tabla “Uso de las Señales
RS232”.
El formato ASCII
utilizado para convertir los datos de una forma entendible por los humanos a una
forma entendible por las computadoras esta entre los Top 10. Al menos en el
mundo de las computadoras o mundo de la Tecnología de información (IT) como se
lo conoce en la actualidad. Aunque también el ASCII
es también popular en el mundo industrial, el Top 10 del mundo de la
automatización, es diferente, y esta liderado por el protocolo llamado MODBUS. El protocolo Modbus fue
desarrollado para conectar PLCs fabricados por la empresa Modicon. Modicon es una empresa
que nació a fines de 1960, fundada por el Sr. Dick Morley. El nombre de la empresa
derivó del dispositivo que crearon al que llamaron Modular Digital Controller (MODICON),
que quiere decir Controlador Digital Modular. q
En el principio esta empresa
perteneció al grupo Bedford Associates. v
Quien luego fue comprada por
Gould quien la tuvo por muchos años. C
Gould a su vez resulto comprada
por AEG nacido en Alemania. !
Quien fue comprada por
Schneider padre de Telemecanique, Square D y otros ... Esto ya parece el
capitulo primero del Génesis, así que mejor la paramos aquí nomás. Este dispositivo –el
PLC- se desarrolló por encargo de la General Motors para disponer de una forma
barata de cambiar el esquema de control en la línea de fabricación de autos. Antes de la invención
del PLC, el cambio de una línea, tomaba mucho tiempo y trabajo. Durante los años 70’s
el PLC se popularizó a través de empresas como Allen Bradley, que tomó el
liderazgo de mercado dentro de los EEUU y de otras empresas como Siemens,
Telemecanique, ASEA en Europa, Koyo, Mitsubishi, Idec en Japón. Actualmente Allen
Bradley es parte de Rockwell Automation, una empresa creada luego de que se
acabara la guerra fría y con ella el negocio de cohetes, principal fuente de
ingresos de Rockwell. En 1987, la empresa ASEA
de Suecia después de vivir durante 100 años como empresa individual se unió
en matrimonio con Brown Boveri et Cie., de Suiza (también de mas de 100 años
de vida soltera) para formar ABB.
Durante los años 80’s
se trato de estandarizar las comunicaciones de los PLCs usando un protocolo
desarrollado por la industria automotriz, que se llamo el MAP (Manufacturing
Automation Protocol). Sin mucho éxito, debo agregar. Durante los años 90’s
se inicio un movimiento mundial para estandarizar los protocolos. Estos
esfuerzos derivaron en la creación de un estándar aprobado por la Comisión
Electrotécnica Internacional, llamado IEC 1131-3. El PLC AC31 de ABB,
se programa usando el software AC31GRAF, basado en el estándar IEC 1131-3. Como el protocolo Modbus
fue el primero, se convirtió en estándar de facto para las comunicaciones y
hoy, es un protocolo venerable que sigue prestando un buen servicio en la
industria en general. El PLC AC31 de ABB
maneja en su puerto serial, comunicaciones mediante el protocolo Modbus®, ASCII
y también mediante otros protocolos como ARCNET®, CS31BUS, línea telefónica.
El PLC AC31 de ABB,
no solo tiene un puerto de comunicaciones RS232. También tiene un puerto RS485. El puerto RS485, al
igual que el puerto RS232, es un estándar reconocido por la EIA y por otras
organizaciones. Es decir que es un puerto de comunicaciones estándar.
Es mucho más versátil
y robusto que el puerto serial RS232. El puerto RS485 tiene
algunas diferencias importantes con el puerto RS232 que se ven en la tabla
comparativa RS232-RS485.
Para resumir, el PLC AC31
de ABB puede expandirse hasta tener 1000 entradas y salidas de proceso.
Tiene puertos RS232 y RS485 de comunicaciones para distancias pequeñas (hasta
15 metros) o grandes (hasta 1200 metros) y se programa usando AC31GRAF basado en
el estándar IEC 1131-3. Se pueden poner en red hasta 31 PLCs, para un máximo
de 31,000 entradas y salidas que pueden ser adosadas al sistema de control de un
AC31. Mucho ¿no? Las entradas pueden ser
de tipo analógico o discreto y se incrementan mediante el uso de módulos que
se adicionan al PLC AC31 de ABB.
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