1. Descrição da Aplicação
Este documento descreve a utilização dos CPs da Série da FBs com o Modem GPRS da Informat.
O objetivo principal é orientar a configuração do CP, do Modem GPRS e do software Supervisório para comunicação via MODBUS RTU sobre TCP/IP.
Para o entendimento total do funcionamento dos equipamentos é recomendado que os manuais dos produtos sejam consultados. A mesma recomendação aplica-se caso seja necessário modificar a arquitetura proposta como exemplo.
O processo de configuração deve seguir as seguintes etapas:
- Configuração do Modem GPRS;
- Configuração do Software Gateway;
- Configuração do CP Altus;
- Configuração do Supervisório Elipse E3.
Neste documento, adota-se uma arquitetura de referência, onde o software Supervisório Elipse E3 comunica com o CP da Série FBs através da rede de dados GPRS. Para esta conexão utiliza-se o Modem GPRS da Informat.
O protocolo utilizado é o MODBUS onde o supervisório é o Mestre e o CP está configurado como Escravo.
O modem GPRS da Informat possui um software interno que permite ao modem discar para um endereço IP configurado internamente. Ao estabelecer a conexão o modem se torna "transparente" na comunicação permitindo ao CP e Supervisório comunicarem através do protocolo MODBUS.
Na arquitetura proposta o modem disca para um IP de acesso externo que está direcionado a um computador rodando o software DatalinkerG. Este software funciona como um Gateway realizando a interface entre o Supervisório e o CP + Modem.
Resumidamente o Modem GPRS e o Supervisório se conectam ao software Gateway e o mesmo faz a interface entre os equipamentos.
Esta arquitetura não é fixa, mas apenas um exemplo para o desenvolvimento de uma aplicação.
2. Definição da Arquitetura de Referência
Itens utilizados para a construção da arquitetura de exemplo deste tutorial, lembrando que esta arquitetura é de referência, podendo ser modificada conforme desejado.
Segue a lista de equipamentos e softwares necessários para instalar e configurar o tutorial:
CP: FBs-24MC
Placa de comunicação RS232: FBs-CB2
Modem GPRS: G24 Serial da empresa Informat
Cabo de Programação do CP: FBS-232P0-9F-150
Software de Programação do CP: WinProladder
Software Supervisório: Elipse E3
Software de Programação do Modem: Terminal (Software disponibilizado pelo fabricante do Modem)
Software Gateway: DatalinkerG
3. Configuração do Modem GPRS
- Para a configuração do Modem GPRS é necessário colocar um chip da operadora telefônica em que o serviço de acesso a internet esteja liberado. No tutorial foi utilizado um chip da empresa Claro.
- Conectar um cabo pino a pino na serial do computador e a outra extremidade ao Modem G24 Serial.
- Abrir o software Terminal. A seguinte janela será apresentada:
- Configurar o software Terminal. Para isto vá ao menu: Opções -> Configurações.
- Selecionar a Porta de Comunicação do computador e o Baud Rate para 9600.
- Clicar em OK.
- Energizar o Modem e aguardar até que o led vermelho fique acesso.
- Com o led vermelho acesso digitar no software Terminal o comando AT+MISTOP e clicar em Enviar Dados ou pressione a tecla <ENTER> do teclado do computador.
- Este comando interrompe a execução da aplicação interna do microcontrolador.
- Quando o modem recebe o comando com sucesso ele retorna a mensagem OK.
- A partir deste momento é possível realizar os demais comandos e configurar o Modem.
- O próximo comando configura o endereço IP para onde o equipamento deve discar. Este IP será do computador onde estarão instalados o software Gateway e o Supervisório.
- Digitar o comando AT+MIPMSERVER=1,1,2000,"IP",porta
- Este comando configura o primeiro Servidor (Supervisório) em que o modem irá se conectar. Exemplo:
- Sugere-se que este comando seja repetido, configurando mais 2 opções de servidores para conexão. Exemplo:
AT+MIPMSERVER=1,2,2000,"200.180.225.52",502 -> Configura Servidor 2
AT+MIPMSERVER=1,3,2000,"200.180.225.52",502 -> Configura Servidor 3
- Após as configurações é necessário reiniciar o equipamento para carregar as novas configurações. Isto é possível através do comando:
AT+MIPRESET
3.1. Principais comandos para programar o Modem
AT+MIPSTOP -> Este comando interrompe a execução do FW de Telemetria.
AT+MIPVER? -> Esse comando verifica a versão do FW do microcontrolador;
AT+MIPMSERVER?1,1 -> Esse comando verifica a última configuração setada no modem;
AT+MIPMSERVER=1,1,2000,"189.52.152.263",5000 -> Parâmetros (em vermelho) que devem ser configurados para a conexão com seu servidor "Supervisório";
AT+MIPMSERVER=1,2,2000,"189.52.152.263",5000 -> Configurar o servidor 2 com a mesma informação acima;
AT+MIPMSERVER=1,3,2000,"189.52.152.263",5000 -> Configurar o servidor 3 com a mesma informação acima.
AT+MIPRESET: Após as alterações da configuração do modem, esse comando reseta o modem para carregar as novas configurações.
4. Configurando o Software Gateway
- Na aplicação proposta está sendo utilizado o software DatalinkerG que funciona como um Gateway, ou seja, realiza a troca de dados entre o supervisório e o CP.
- Em um primeiro momento o Modem se conecta ao software Gateway em uma determinada porta a ser configurada. Após o supervisório, também se conecta ao software Gateway em uma porta diferente. O software se encarrega de fazer a troca de dados entre o Mestre e o Escravo.
4.1. Configurando as portas
- Para configurar as portas em que o Modem GPRS e o Supervisório irão se conectar executando o software DatalinkerG .
- Clicar no botão Configurar.
- No campo Módulos devem ser configurados a faixa de portas onde os Módulos (Modems GPRS) podem se conectar.
- No campo Supervisórios, configurar a faixa de portas onde o Supervisório poderá se conectar.
- Os campos Módulos e Supervisórios devem possuir valores diferentes.
- Clicar em OK.
- Na janela principal do software Gateway marcar a caixa de seleção Registrar Fluxo. Desta maneira o software realiza a monitoração da comunicação entre os dispositivos.
- Quando um Modem GPRS ou o Supervisório se conectam ao software Gateway é apresentada a mensagem de conectado e a porta onde ocorreu a conexão.
- Também são apresentados os frames de comunicação entre o Supervisório e o Modem GPRS.
- Este software deve permanecer executando para que o modem e o supervisório estabeleçam a comunicação.
5. Criação do Projeto no CP
5.1. Criando um projeto novo
- Executar o software WinProladder.
- Ir ao menu File -> New Project.
- A seguinte tela será aberta:
- Onde:
Project Name: Inserir um nome para o projeto.
Model Name: Modelo de FBs utilizado. É possível alterar o modelo utilizando o botão EDIT.
Description: Descrição do projeto.
Calendar: Utilização de calendário.
- Clicar em OK.
5.2. Colocando o FBs em modo On-line
- Para ter acesso aos parâmetros das portas de comunicação é necessário que o CP esteja em modo Online.
- Ir ao menu: PLC-> On-line.
- A seguinte tela será aberta:
- Onde:
Connection Name: Nome da conexão. Neste campo já existem algumas opções pré-definidas.
Details: Parâmetros da comunicação (Baud Rate, Paridade, Data Bit, Stop Bit).
Botão Edit: Permite a edição dos parâmetros de comunicação.
Auto Check: Faz uma verificação automática da velocidade do canal serial.
ADD: Adicionar uma nova conexão.
- Clique em OK.
- Selecionar a porta serial do computador que será utilizada para comunicar com o FBs.
- Para selecionar a porta serial clique em EDIT.
- No campo Port No selecione a COM do PC utilizada e clique em OK.
- Na Janela On-Line selecione o botão Auto Check. A seguinte tela será apresentada:
- Clicar em OK.
- Quando o WinProladder localizar o FBs uma mensagem será apresentada:
- Clicar em SIM.
- O software vai realizar uma varredura tentando conectar ao CP. À medida que os passos são processados com êxito o seguinte símbolo é mostrado:
- Ao final de todas as etapas, uma janela com as informações do CP é apresentada:
- Clicar em OK.
5.3. Configurando o canal serial do FBs
- Para configurar os parâmetros do canal serial que vai realizar a comunicação com a IHM vá ao menu: PLC -> Setting -> Port "X" Parameter. EX: Port 2 Parameter. Esta tela será apresentada:
- A seguinte tela será apresentada:
- Selecionar os parâmetros conforme os configurados na IHM. É importante que estes valores sejam idênticos, caso contrário a comunicação não ocorrerá.
- No campo Protocol selecionar a opção ModBus RTU(Slave).
5.4. Configurando o endereço do FBs
- Para configurar o endereço do CP vá ao menu: PLC -> Settings -> Station number.
- Configurar o endereço que o CP FBs irá utilizar na rede MODBUS.
- Clique em OK.
5.5. Colocando o FBs em modo RUN
- Configurados os parâmetros de comunicação é necessário colocar o FBs em modo RUN para que ocorra a comunicação.
- Vá ao menu PLC -> RUN PLC.
- O led RUN deve começar a piscar rapidamente.
6. Criação do Projeto no Supervisório
- O software Supervisório utilizado nesta aplicação foi o Elipse E3 comunicando com a remota através do driver MODBUS Master, fornecido pelo próprio fabricante do supervisório.
6.1. Criando o projeto
- Iniciar o software Elipse E3 através do menu: Iniciar -> Programas -> Elipse Software -> Elipse E3 -> Studio ou através do ícone:
- Será aberta uma janela. Selecionar a opção Criar um Domínio novo. Clicar em OK.
- Na janela de apresentação clicar em Avançar.
- Na janela para escolha do tipo de aplicação selecione a opção Aplicação padrão.
- Coloque um nome para a aplicação e selecione o diretório onde deseja salvar o projeto.
- Clique em Avançar.
- Selecione a opção Criar um novo Domínio e digite um nome. Clique em Avançar.
- Nas próximas janelas clique em Avançar até finalizar o Assistente de aplicações.
- Clique em Concluir.
6.2. Inserindo o driver de comunicação no Projeto
- Para inserir o driver de comunicação no projeto clique com o botão direito do mouse sobre Drivers e OPC e selecione a opção Inserir Driver de Comunicação em -> "Nome do projeto.prj".
- Aponte o diretório onde está o driver MODBUS e clique em Abrir.
6.3. Configurando o Driver de Comunicação
- Inserido o driver de comunicação no projeto é necessário realizar sua configuração.
- Para configurar o Driver de comunicação clique duas vezes na pasta Driver e na opção Design (parte inferior da tela) e selecione o ícone Configurar o driver conforme imagem abaixo:
- A janela de configuração do driver será apresentada:
- Adicionar os comandos a serem utilizados para comunicar com o CP. Utilizar os seguintes comandos:
03 e 16 -> Comandos para Leitura e Escrita de Word (Registradores)
01 e 15 -> Comandos para leitura e Escrita de Bits (Entradas, Saídas...)
- Na opção Modbus Mode selecione a opção RTU Mode.
- Em Default Slave Address configurar o endereço do CP na rede. Este endereço deve ser o mesmo configurado no FBs
- Em Data Address Model Offset selecionar a opção Data is addressed from 1, para que os endereços começam em 1. Exemplo: Coil: 00001, Holding Register: 40001.
- Clicar em OK.
- Na aba Setup selecionar na opção Physical Layer a opção Ethernet.
- Também é necessário realizar o ajuste de timeout. Como o tempo de resposta é lento se faz necessário ter um timeout alto para que o supervisório aguarde tempo suficiente para realizar a comunicação e não apresenta mensagem de erro de comunicação.
- No tutorial foi utilizado um timeout de 4 segundos.
- Clicar em OK.
- Na aba Ethernet configurar a opção Transport para TCP/IP, além disso, na opção Connect to colocar nos campos IP e Port, o endereço IP e a porta onde o supervisório irá se conectar no software Gateway.
- O endereço deve ser IP 127.0.0.1 que indica que a conexão será local.
- A porta selecionada deve ser a mesma configurada no software Gateway.
- Clicar em OK.
6.4. Criando um bloco de TAGs
- Para ler as informações do CP é necessário criar TAGs no Supervisório. Cada TAG está vinculado a uma variável do CP.
- É permitido criar um TAG individual, ou blocos de TAGs. Esta segunda opção permite otimização na comunicação.
- Para adicionar um bloco de TAGs clicar com o botão direito do mouse sobre a pasta Driver1 e ir ao menu: Inserir -> Bloco de Comunicação conforme imagem abaixo:
- A janela Inserindo IOBlock será apresentada. Selecionar a quantidade de blocos que se deseja criar e o colocar um nome para o bloco.
- Clicar em OK.
- Na janela Configurando o bloco novo selecionar o tamanho do bloco.
- Na imagem abaixo está sendo criado um bloco com 10 variáveis.
- Clicar em OK.
- A janela com os TAGs será apresentada. Devem ser configurados os parâmetros P1/N1, P2/N2, P3/N3 e P4/N4.
- Onde:
P1/N1: Parâmetro que define o endereço do escravo com quem o supervisório irá se comunicar.
P2/N2: Define o número da função a ser utilizada neste bloco. Lembrando que as funções são configuradas na primeira janela do Driver. Neste tutorial a função 1 para leitura/escrita de Word e função 2 para leitura/escrita de Bits.
P3/N3: Não usado.
P4/N4: Endereço da variável que será lida.
- Lembrando que o endereço 1 para função de Holding Register equivale a 40001 e endereço 1 para Coil equivale a 00001. Para função de Input Register o endereço 1 é equivalente a 30001 e para Input equivale a 01001.
6.4.1. Configurando a Leitura/Escrita de Registros
- Para configurar a Leitura/Escrita de registros sugere-se a criação de um TAG bloco configurado da seguinte maneira: (Levando em consideração as configurações deste tutorial).
P1/N1: 2
P2/N2: 1
P3/N3: 0
P4/N4: 1
6.4.2. Configurando a Leitura das Entradas Digitais
- Para configurar a leitura das entradas digitais sugere-se a criação de um TAG bloco configurado da seguinte maneira: (Levando em consideração as configurações deste tutorial).
P1/N1: 2
P2/N2: 2
P3/N3: 0
P4/N4: 1001
6.4.3. Configurando a Escrita das Saídas Digitais
- Para configurar a Escrita nas saídas digitais sugere-se a criação de um TAG bloco configurado da seguinte maneira: (Levando em consideração as configurações deste tutorial).
P1/N1: 2
P2/N2: 2
P3/N3: 0
P4/N4: 1
- Abaixo imagem da configuração dos TAGs utilizados no tutorial.
6.5. Iniciando a aplicação
- Configurado o driver e os TAGs do supervisório é necessário iniciar a aplicação.
- Para isto clique no ícone .
- Se a comunicação for estabelecida os elementos da tela ficarão na cor azul e a Qualidade fica em 192 conforme imagem abaixo:
7. Conectando os equipamentos e partindo o sistema
- Iniciar o software DatalinkerG.
- Iniciar o supervisório Elipse E3 e rodar a aplicação através do ícone .
- Com os equipamentos desligados conectar o cabo A na porta serial "Port 2" no FBs e a outra extremidade no Modem GPRS da Informat.
- Ligar os equipamentos e verificar se o CP entra em modo RUN. Led RUN deve piscar rapidamente.
- Verificar se o LED verde do Modem acende. (Isto pode levar em torno de 1 minuto, que é o tempo necessário para o modem discar para o IP configurado e realizar a conexão.)
- Verificar se o Supervisório E3 consegue estabelecer a comunicação ficando de acordo com o item 6.5.
- Verificar se os LEDs do canal serial do FBs TX e RX piscam rapidamente.
- Após a conexão será possível escrever e ler valores de Registradores, Forçar saídas digitais e ler o estado das entradas digitais.
8. Observações
- O Modem GPRS só irá completar a conexão se o software Gateway DatalinkerG estiver executando, ou seja, se a porta configurada para o Modem se conectar estiver aberta.
- Quando o modem não encontra a porta disponível para conexão o ele aguarda um intervalo de tempo até realizar a retentativa da conexão.
- Softwares Firewall e Antivírus podem bloquear o acesso as portas impedindo a conexão do Modem.
- Em anexo a este tutorial estão os arquivos utilizados neste exemplo. Os arquivos estão divididos da seguinte maneira:
CP -> Software do CP FBs
DatalinkerG -> Software Gateway
Supervisório -> Aplicação do Supervisório Elipse E3
Terminal -> Software de programação do Modem GPRS
9. Cabos
- Cabo para conectar o Modem GPRS ao CP FBs (RS-232):
Modem FBs
2 ---------------------------------------------------3
3 --------------------------------------------------- 2
5 --------------------------------------------------- 5
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