Configurando A Rede Modbus.doc

Informações Importantes ao Usuário

Informações Importantes ao Devido às várias aplicações dos produtos descritos neste Usuário manual, os responsáveis pelo uso deste equipamento de controle devem certificar-se de que todas as etapas foram seguidas para assegurar que cada aplicação e uso atendam a todos os requisitos de desempenho e segurança, incluindo todas as leis aplicáveis, regulamentações, códigos e padrões. As ilustrações, gráficos, exemplos de programas e de layouts exibidos neste manual são apenas para fins ilustrativos. Visto que há diversas variáveis e requisitos associados a qualquer instalação especifica, a Rockwell Automation não assume nenhum tipo de responsabilidade (incluindo responsabilidade por propriedade intelectual) por uso real baseado nos exemplos exibidos nesta publicação. A publicação SGI –1.1, Safety Guidelines for the Application, Instalation, and Maintenance of Solid-State Control (disponível no escritório da Rockwell Automation), descreve algumas diferenças importantes entre equipamentos eletrônicos e dispositivos eletromecânicos, que devem ser levados em consideração ao aplicar produtos como os descritos nesta publicação. ATENÇÃO : A reprodução do conteúdo desta publicação protegida por copyright, integral ou parcialmente, sem consentimento prévio por escrito da Rockwell Automation é proibida.

i

Informações Importantes ao Usuário

Ao longo deste manual, fazemos referência a outros documentos técnicos. Ao aplicar os procedimentos, o usuário deve consultar todas as referências mencionadas relativas a informações de segurança mais detalhadas, pois dizem respeito a circunstâncias especificas. Através de notas, procuramos chamar a atenção do usuário para questões de segurança:

Os avisos de Atenção ajudam o usuário a:

ii



Identificar e evitar situações de perigo



Reconhecer as conseqüências

Índice Introdução Visão Geral do curso..................................................................................................................I Objetivos do Curso...........................................................................................................I Descrição do Curso...........................................................................................................I Quem Deve Participar.....................................................................................................II Pré-requisitos...................................................................................................................II Resumo............................................................................................................................II

Capítulos

Capítulo 1 – Topologia ModBus Introdução......................................................................................................................05 Características Gerais.....................................................................................................05 Numeração dos endereços em ModBus.........................................................................05 Tipos de transmissão......................................................................................................06 Quantidade de dispositivos............................................................................................06 Velocidade de transmissão.............................................................................................06 Exemplos........................................................................................................................07

I

Índice Capítulo 2 – Módulo de Comunicação - MVI56-MCM Características do mestre...............................................................................................10 Características do escravo..............................................................................................10 Design............................................................................................................................10 Interface ControlLogix..................................................................................................11 Exemplos de industrias................. ..............................................................................11

Capítulo 3 – A estrutura do módulo Estrutura interna...........................................................................................................13 Área de dados...............................................................................................................13

Capítulo 4 – Configurando o ModBus através do RSLogix 5000 Arquivo disponibilizado pela Prosoft............................................................................15 Configurações iniciais...................................................................................................16 Parâmetros da área de memória....................................................................................17 Definição da quantidade de memória de escrita e leitura ............................................17 Configuração da porta de comunicação........................................................................18

Capítulo 5 – Identificando e mapeando os endereços dos dispositivos Lista de parâmetros do dispositivo...............................................................................21 Mapeamento no Windows Excel..................................................................................21

Capítulo 6 – Endereçamento dos dispositivos em ModBus Endereçamento..............................................................................................................23 Function Code...............................................................................................................23

II

Índice Capítulo 7 – Executando Comandos de Escrita (Write) e Leitura (Read) Definição de um commando.........................................................................................25 Número máximo de comandos.....................................................................................25 Configuração de um comando......................................................................................26 Observação...................................................................................................................27

Capítulo 8 – Simulando um dispositivo Simulador – ModSim32................................................................................................29 Configuração da porta de comunicação........................................................................30 Seleção dos parâmetros.................................................................................................30 Criação de um novo arquivo.........................................................................................31 Monitoração de endereços de escrita e leitura..............................................................31

Informações importantes.......................................................................................................32

III

Visão Geral do Curso

Visão geral do Curso Objetivo do Curso :

Concluindo

o

treinamento

em

Rede

ModBus

-

Configuração, o participante será capaz de colocar em operação uma rede ModBus bem como realizar sua manutenção, possuindo os conhecimentos necessários para: 

Conectar-se à rede ModBus



Configurar os controladores ControlLogix através de seus softwares de programação

Descrição do curso :

O treinamento em Rede ModBus - Configuração foi desenvolvido para capacitar os participantes no processo de planejamento e configuração de uma rede ModBus. Ao longo do curso, serão apresentados suas principais características de sua topologia Serão abordados também a configuração do cartão de comunicação MVI56-MCM – Prosoft. A fim de capacitar o participante a integrar uma rede ModBus ao nível produtivo, será abordada também a configuração do canal de comunicação ModBus do módulo de comunicação MVI56-MCM da prosoft através de um controlador ControlLogix utilizando o software RSLogix5000 e sua comunicação com o microcomputador através do software RSLinx.

Quem deve participar ?

Devem participar deste treinamento as pessoas que necessitam de capacitação para a implementação ou são responsáveis pela manutenção e localização de falhas em uma rede ModBus.

Pré-requisitos :

A fim de absorver ao máximo os conhecimentos

I

Visão Geral do Curso

demonstrados durante o treinamento, o participante deve possuir: 

Familiaridade na operação do ambiente Windows 95/98, Windows NT ou Windows 2000/XP.

Resumo :



Conhecimentos básicos em ControlLogix



Conhecimentos básicos do software RSLogix 5000

Este curso consiste nos seguintes capítulos:        

II

Topologia ModBus Módulo MVI56-MCM A Estrutura do módulo Configurando o ModBus através do RSLogix5000 Identificando e mapeando os endereços dos dispositivos Endereçamento dos dispositivos em ModBus Executando Comandos de Escrita (Write) e Leitura (Read) Simulando um dispositivo

Informações importantes

3

Informações importantes

4

Informações importantes

5

Capítulo 1

Informações importantes

Tipo de transmissão

Existem 2 modos de transmissão serial que podem ser definidas: RTU e ASCII. O modo de transmissão deve ser o mesmo para todos os dispositivos instalados na ModBus

Quantidade de dispositivos

Em um sistema ModBus, todos os dispositivos são conectados através de um único cabo tronco diretamente (daisy chaining) ou também utilizando derivações. Podem ser conectados somente 32 dispositivos em uma rede ModBus sem utilizar um repetidor.

Velocidades de transmissão

A ModBus permite um baud rate de 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 bps.Para uma baud rate de 9600bps o comprimento do cabo tronco é de no máximo 1000m. É necessário o uso de resistores de terminação de 150ohms (0,5W)

6

Capítulo 1

Informações importantes

Exemplos

Exemplos de alguns fabricantes de dispositivos são:

Exemplo de uma topologia com dispositivos comuns:

Variable Speed Drives Valve Actuators Reliance Motors

b Bitronics

1 38.9 1 93 8 . 6 138. 7 k Volts

b Bitronics

A B C

1 38. 9 1 938 . 6 138. 7 k Volts

b Bitronics

A B C

138.9 1 938. 6 138. 7 k Volts

Power Meters

b Bitronics

A B C

1 3 8 .9 1 938. 6 138. 7

A B C

k Volts

SMP-3 Solidstate Overload Relay

Variable Speed AC Drive

Power Monitors

7

Informações importantes Anotações do aluno

8

Capítulo 2

Informações importantes

Módulo de Comunicação MVI56-MCM O módulo MVI56-MCM permite facilmente a interface entre processadores

ControlLogix

com

outros

dispositivos

compatíveis com o protocolo Modbus. O módulo MVI56-MCM atua como uma interface entre a rede Modbus e ControlLogix. A transferência de dados do processador ControlLogix é assíncrona em relação a rede Modbus. Um espaço para registros de 5000 palavras no módulo é utilizado para troca de dados entre o processador e a rede Modbus. Algumas especificações



incluem:

O armazenamento e a transferência de até 5000 registros de/para os tags de controle do processador ControlLogix



Uso da memória do módulo completamente definida pelo usuário



Duas portas que emulam quaisquer combinações do Modbus Mestre ou Escravo



Parâmetros configuráveis incluem: Protocolo: RTU ou ASCII, Taxa: 110 para 115,200 Paridade: Nenhuma, Par e Ímpar , Bits de dados: 5 a 8 Bits de parada: 1 ou 2 Atraso mínimo: 0 a 65535 millisegundos Suporte de ponto flutuante

Características do Mestre:



Capítulo 2

Suporta acima de 100 comandos em cada porta 9

Informações importantes



Pode ser seletivamente (habilitados/desabilitados) na lógica ladder



Suporta comando Modbus (Mestre): 1: Leitura de status de saídas binárias 2: Leitura de status de entradas binárias 3: Leitura de múltiplos registros 4: Leitura de registros de entrada 5: Forçar Única Bobina 6: Setar único registro 15: Forçar múltiplas bobinas 16: Setar múltiplos registros

Características do Escravo:

Quando configurado como um escravo, o Modbus suporta códigos de funções de porta 1,2,3,4,5,6,15 e 16.

Design



ControlLogix - Slot único



Conectores: 2 conectores– RJ45 para suporte Modbus e interfaces RS-232, RS-422, ou RS-485 1 conector – RJ45 RS-232 para configuração

10

Informações importantes

Interface ControlLogix:



Operação via simples lógica ladder



Configuração e monitoramento do módulo através do Software RSLogix 5000



Interface para placa traseira do ControlLogix via acesso I/O



Todos os dados relacionados com o módulo estão contidos em um único tag do controlador com objetos definidos para facilitar a configuração, monitoramento e interface com o módulo



Os dados de configuração e comunicação do módulo são transferidos para MVI56-MCM através de um tipo de dado predefinido no processador.

Exemplos de Industrias

Existem vários dispositivos industriais que são compatíveis como Modbus e são encontrados em várias diferentes indústrias tais como: 

Alimentícia



Petroquímica



Papel e Celulose

11

Informações importantes Anotações do aluno

12

Capítulo 3

Informações importantes

A estrutura do módulo Inicialmente é necessário entender a estrutura interna do módulo:

Estrutura interna

O módulo MVI56-MCM possui um total de 5000 registros de dados, tanto para palavras quanto para bits. Estes 5000 registros são compartilhados pelas 2 portas de comunicação disponíveis no módulo. Estes 5000 registros são compostos de 16 Bits e servem para a escrita e leitura dos dados dos dispositivos ao longo da rede ModBus Temos também 2000 palavras de status e configuração.

Área de dados 0 WRITE DATA AREA

Mínimo de 200 words

X

Os 5000 registros de para dados de escrita e leitura podem ser configurados com valores definidos para a área de dados de escrita e para a área de dados de leitura pelo usuário através do LADDER.

X+1 READ DATA AREA

Mínimo de 200 words

Obs: É muito importante notar que o mínimo de palavras para o mapeamento dos dispositivos são de 200.

Y

13

Informações importantes Anotações do aluno

14

Capítulo 4

Informações importantes

Configurando o ModBus através do RSLogix5000 Para facilitar a configuração do ModBus através do RSLogix5000 é necessário utilizar o arquivo disponibilizado pela Prosoft, que pode ser baixado da internet através do site: http://www.prosoft-technology.com Arquivo disponibilizado pela Prosoft

15

Capítulo 4

Informações importantes

Configurações Iniciais

Após abrirmos o arquivos vamos verificar qual o slot está instalado o cartão MVI56-MCM e se necessário mudá-lo no I/O Configuration:

No arquivo distribuído pela Prosoft, devemos definir a área de mémoria do módulo que vai ser usada tanto para escrita quanto para leitura. Para definirmos corretamente essa quantidade, é necessário inicialmente verificarmos quais são os dispositivos em nossa rede que vamos ler ou escrever dados e quais são os seus parâmetros. Esses parâmetros estão definidos no manual do fabricante do dispositivo.

16

Capítulo 4

Informações importantes

Parâmetros da área de

A definição da área de memória de escrita e leitura é definida

memória

através de tags estruturadas no User-Defined:

Alterar estes valores inteiros para os valores ReadData e WriteData desejados.

Definição da quantidade de

Após a definição da área de memória, indicamos quais são os

memória de escrita e leitura

endereços que vão ser utilizados para a área de escrita e o de leitura através da tag MCM.ModDef

17

Capítulo 4

Informações importantes



MCM.ModDef.WriteStartReg – O endereço do 1o registro ao qual o ControlLogix escreve no módulo



MCM.ModDef.WriteRegCnt

–

Quantidade

de

registros de escrita, ou área de escrita 

MCM.ModDef.ReadStartReg – O endereço do 1o registro ao qual o ControlLogix lê a partir do módulo



MCM.ModDef.ReadRegCnt

–

Quantidade

de

registros de leitura, ou área de leitura Configuração da porta de

Devemos configurar os principais parâmetros para a porta de

comunicação

comunicação, ex: Porta1

18

Capítulo 4

Informações importantes



MCM.Port1.Enabled – O=Porta Desabilitada,1=Port Habilitada



MCM.Port1.Type - 0=Master, 1=Slave



MCM.Port1.Protocol - 0=Modbus RTU, 1=Modbus ASCII



MCM.Port1.Baudrate - Velocidade para porta (110 to 115.2K)



MCM.Port1.Parity - 0=None, 1=Odd, 2=Even, 3=Mark, 4=Space



MCM.Port1.DataBits – 5 a 8 data bits



MCM.Port1.StopBits - 1 a 2 stop bits



MCM.Port1.CmdCount – Número de Comandos executados pelo (Master)

19

Informações importantes Anotações do aluno

20

Capítulo 5

Informações importantes

Identificando e mapeando os endereços dos dispositivos Em uma rede ModBus cada fabricante fornece uma lista de parâmetros de escrita e leitura para cada dispositivo, ex: Lista de Parâmetros do

Lista de parâmetros do dispositivo

dispositivo

Power Monitor

768

U1 (V)

769

U2 (V)

770

U3 (V)

780

I1 (A)

781

I2 (A)

782

I3 (A)

790

P1 (VA ou W)

791

P2 (VA ou W)

792

P3 (VA ou W)

Mapeamento no Windows

Deve-se selecionar os parâmetros que iremos monitorar e criar

Excel

uma tabela no Windows Excel com os parâmetros mais importantes para monitoração e para o mapeamento dos dados:

A tabela deve conter o Function Code e os parâmetros desejados de leitura ou escrita.

21

Informações importantes Anotações do aluno

22

Capítulo 6

Informações importantes

Endereçamento dos dispositivos em ModBus Endereçamento

Em uma rede ModBus, o endereçamento é composto da seguinte maneira:

FUNCTION CODE

+

PARÂMETRO DO DISPOSITIVO

FCXXXX

30768 Function Code

Cada Function Code define se a leitura ou escrita do dispositivo será em Bit(s) ou em Word(s) (16Bits)

Cada Function Code é relacionado com IN/OUT discretos, Analógico IN e registros de memória da seguinte maneira:

23

Informações importantes Anotações do aluno

24

Capítulo 7

Informações importantes

Executando Comandos de Escrita (Write) e Leitura (Read) Definição de um comando

Cada comando de escrita ou de leitura necessita de alguns dados para configuração: 

Número do nó do dispositivo na rede



Function Code: 1,2,3,4,5,6,15,16



Endereço interno do dispositivo: 0001 à 9999



Endereço interno do módulo: definido pelo usuário (5000 registros)



Count: Número de registros associados com o comando

Número máximo de comandos

A rede ModBus permite que sejam executados um total de 100 comandos.

Comandos para a porta 1 Número máximo de 100 comandos

25

Capítulo 7

Informações importantes

Configuração de um Comando

É necessário configurar cada comando para escrever ou ler algum dado de algum dispositivo na rede ModBus.

Para que a rede seja melhor otimizada, é interessante que cada comando possa atualizar uma faixa entre 15 a 30 registros de word ou bit de uma vez (COUNT).



MCM.P1Cmd[0].Enable – Habilita a execução do comando



MCM.P1Cmd[0].IntAddress – Endereço interno de leitura ou escrita do módulo MVI56-MCM



MCM.P1Cmd[0].Count - Quantidade de endereços a serem escritos ou lidos



MCM.P1Cmd[0].Device – Número do dispositivo na rede ModBus



MCM.P1Cmd[0].Func – Function Code



MCM.P1Cmd[0].DevAddress – Número do endereço do dispositivo

26

Informações importantes

Observação

Capítulo 7 É importante salientar que devido a termos somente 100 comandos, devemos verificar se podemos agrupar um conjunto de registros a serem escritos ou lidos de forma à economizarmos comandos. A rede ModBus permite que o número máximo de registros por comando executado está por volta de 15 a 30 registros de Word ou Bit.

27

Informações importantes Anotações do aluno

28

Capítulo 8

Informações importantes

Simulando um dispositivo Simulador - ModSim32

Para a simulação de um dispositivo na rede ModBus, utilizamos o software ModSim32, disponibilizado pela WinTech, que pode ser baixado da internet através do site: http://www.win-tech.com

29

Capítulo 8

Informações importantes

Configuração da porta de

Para configurarmos o dispositivo para leitura ou escrita,

comunicação

inicialmente devemos criar uma conexão para comunicação, por exemplo através da Port1.

Seleção dos parâmetros

Nesta porta de comunicação devemos configurar o protocolo de comunicação, os valores de Baud Rate, Data Bits, Stop Bits e Parity. O Protocolo deve ser o mesmo valor definido no módulo de comunicação por exemplo RTU.

O Stop Bits deve ser o mesmo valor definido no módulo de comunicação por exemplo 1.

A Parity deve ser o mesmo valor definido no módulo de comunicação por exemplo NONE.

30

O Baud Rate deve ser o mesmo valor definido no módulo de comunicação por exemplo 19200.

O Data Bits deve ser o mesmo valor definido no módulo de comunicação por exemplo 8.

Capítulo 8

Informações importantes

Criação de um novo arquivo Criamos um novo arquivo de monitoração através do menu File – New:

Monitoração de endereços

Uma vez criado o arquivo podemos selecionar a partir de qual

de escrita e leitura

endereço iremos monitorar ou escrever, qual o tamanho do arquivo e qual é o function code. O Device Id indica qual é o endereço do nó do dispositivo na rede. Visualização do function code atual.

O Address indica a partir de qual endereço é feita a monitoração e o length indica o tamanho do arquivo.

Display dos endereços monitorados.

31

Informações importantes

As marcas a seguir são marcas comerciais registradas da Rockwell International Corporation ou suas subsidiárias. RSLogix 5000 RSLinx As marcas a seguir são marcas comerciais registradas da Microsoft Corporation. Microsoft  Windows  Windows 95  Windows NT  Windows 2000  Windows XP  Microsoft Excel ModBus é uma marca comercial registrada pela Modicon. Todas as outras marcas registradas são de propriedade dos possuidores respectivos deles/delas e são reconhecidas por este meio.

32