Este tutorial demonstra a comunicação entre o supervisório BluePlant e o CLP S7-1500 por meio do protocolo de comunicação ISO/TCP.
Componentes
Software: BluePlant v2018.1.37
TIA Portal V14 SP1
CLP: S7-1500 Siemens
Seções do Tutorial
1. ARQUITETURA
2. DESENVOLVIMENTO
2.1. Desenvolvendo o projeto no software TIA Portal (Server)
2.1.1. Criação de um projeto no TIA Portal
2.1.2. Configuração do dispositivo manualmente
2.1.3. Configuração do dispositivo automaticamente
2.1.4. Permitir acesso para a comunicação com softwares terceiros
2.1.5. Criando tags
2.1.6. Criando programa
2.1.7. Configuração do endereço IP do dispositivo
2.1.8. Download do programa
2.2. Desenvolvendo o projeto no supervisório BluePlant (Client)
2.2.1. Adicionar e configurar tags
2.2.2. Configuração do dispositivo Siemens
2.2.3. Construção da tela do supervisório
2.3. Alterar IP do computador pelo Windows 10
3. RESULTADO
1. ARQUITETURA
A arquitetura deste tutorial é constituída do supervisório BluePlant e o software de programação TIA Portal V14 instalados e funcionando corretamente em um computador. O software TIA Portal V14 é utilizado para programar o CLP S7-1500 da Siemens.
Uma arquitetura semelhante à adotada neste tutorial foi aplicada em projetos na área de ensino, em companhias como a SENAI.
2. DESENVOLVIMENTO
Neste tutorial, iremos desenvolver aplicações para a troca de dados do tipo booleano, inteiro e double entre o supervisório BluePlant e o CLP S7-1500 por meio do protocolo de comunicação ISO/TCP, onde o BluePlant será o cliente (Client) da comunicação e o S7-1500 será o servidor (Server).
Ao final deste tutorial, está disponível para download uma pasta compactada com os projetos desenvolvidos nos softwares.
2.1. Desenvolvendo o projeto no software TIA Portal (Server)
No software TIA Portal, será configurado o dispositivo ISO/TCP server, adicionado e configurado tags com os endereços de comunicação.
Para mais informações sobre o software TIA Portal, é recomendado consultar o manual dele.
2.1.1. Criação de um projeto no TIA Portal
Com o software TIA Portal aberto, na barra superior, vá em Start e clique em Create New Project.
A janela Create New Project abrirá. Selecione o diretório onde deseja salvar a aplicação em Patch, dê um nome a ela no campo Project Name e clique em Create.
2.1.2. Configuração do dispositivo manualmente
Em Devices & Networks, selecione a CPU onde o projeto será desenvolvido. Neste projeto foi utilizado a CPU S7-1500 6ES7 516-3AN01-0AB0, portanto, em Add new device, selecione Controllers e siga o caminho: SIMATIC S7-1500 -> CPU -> CPU 1516-3 PN/DP, selecione o modelo 6ES7 516-3AN01-0AB0 e dê um duplo-clique no modelo para abrir o projeto.
Após o projeto ser iniciado, devem ser adicionadas as entradas e saídas (I/Os). As I/Os podem ser adicionadas de forma manual, através do caminho: Devices & networks -> Catalog (ir até o módulo que deseja adicionar) -> Clicar no módulo e arrastar até o slot onde deseja adicionar.
2.1.3. Configuração do dispositivo automaticamente
Em Devices & Networks, selecione a CPU Unspecified. Para isso, em Add new device, selecione Controllers e siga o caminho: SIMATIC S7-1500 -> CPU -> Unspecified CPU 1500, selecione o modelo 6ES7 5XX-XXXXX-XXXX e dê um duplo-clique no modelo para abrir o projeto.
Obs.: Este método está disponível apenas para a família 1500.
Após o projeto ser iniciado, devem ser adicionadas as entradas e saídas (I/Os). As I/Os podem ser adicionadas de forma automática, clicando na opção detect.
A janela Hardware detection for PLC_2 abrirá. Selecione a placa de rede que irá se comunicar com o CLP e clique em Start search.
As I/Os serão carregadas conforme a arquitetura física:
2.1.4. Permitir acesso para a comunicação com softwares terceiros
Com um duplo-clique na CPU, é possível acessar os parâmetros de configuração. Na janela Protection & Security da aba General, selecione a opção Access level e marque a opção Full access.
Ainda na janela Protection & Security da aba General, selecione a opção Connection mechanisms e marque a opção Permit access with PUT/GET communication from remote partner.
Essas opções permitirão que o BluePlant acesse a plataforma.
2.1.5. Criando tags
Na aba Show all tags será configurado as tags. Os tipos de dados válidos são: M = Flags, T = Timers, C = Counters, I = Inputs, Q = Outputs e DB = Data Block. Os formatos para tratar o valor do dispositivo são: B = Byte, W = Word, DW = DWord, F = Float, ST = String.
Exemplo 1: Tag_12
Tipo: Booleana
Endereço TIA Portal: %M10.0
Endereço BluePlant: MB10.0 = (M = FLAG), (B = BYTE), (10 = N°BYTE), (.0 = N°BIT)
Exemplo 2: Tag_14
Tipo: DWord
Endereço TIA Portal: %MD100
Endereço BluePlant: MDW100 = (M = FLAG), (DW = DWord), (100 = N° DWord)
2.1.6. Criando programa
Na aba Principal [OB1], será desenvolvido o programa. O programa pode ser de acordo com o sistema de supervisão.
2.1.7. Configuração do endereço IP do dispositivo
Por fim, na aba Ethernet Address, é necessário configurar o endereço IP que será utilizado na comunicação com o supervisório. Neste tutorial, no campo IP Address será inserido o IP 192.168.0.1, pois o BluePlant (Client) está sendo utilizado no computador com a mesma rede.
Para concluir as configurações do driver, clique em OK.
2.1.8. Download do programa
Para realizar o download do projeto no CLP, é importante que o computador onde está o projeto e o CLP estejam com seus endereços IP na mesma rede. Caso necessite alterar o IP do seu computador para conectar-se ao CLP e realizar o download, siga o procedimento explicado na seção 2.3. deste tutorial.
O download do programa pode ser realizado clicando no ícone Download to device que está na barra superior do TIA Portal, conforme a imagem abaixo:
A janela Extended download to device abrirá. Selecione a placa de rede que se comunicará com o CLP e clique em Start search.
O download do projeto será iniciado. Ao final do processo, se não houver erros, clique em Finish.
Por fim, clique no ícone da imagem abaixo (quadrado em vermelho) para executar o projeto no CLP.
2.2. Desenvolvendo o projeto no supervisório BluePlant (Client)
No supervisório BluePlant, será configurado o dispositivo ISO/TCP, adicionado e configurado tags com os endereços ISO/TCP e por fim, vinculado estas tags à objetos gráficos para construção da tela de supervisão.
Nesta seção, não será visto detalhadamente como criar um projeto, configurar tags, vincular tags à objetos da tela e executar o projeto. Caso não conheça alguns desses passos, recomenda-se ler o tutorial que explica cada um deles, cujo link está abaixo:
2.2.1. Adicionar e configurar tags
Com o projeto devidamente criado no software BluePlant, adicione e configure as tags que se comunicarão com as tags do TIA Portal, conforme a imagem abaixo:
2.2.2. Configuração do dispositivo Siemens
Para configurar o dispositivo ISO/TCP no BluePlant, ainda no menu Edit, vá na aba Channels do item Devices, localize o protocolo Siemens – S7 devices no campo Installed Protocols e após, clique em Create new.
A janela Create New Channel abrirá. Selecione a opção Siemens – S7 devices no campo Protocol, TCP IP no campo Interface e clique em Ok.
O canal de comunicação deverá ficar configurado conforme a imagem abaixo:
Após configurar o canal de comunicação, vamos adicionar e configurar o nó de comunicação. Para isso, na aba Nodes de Devices, clique em New.
A janela Create New Node abrirá. Atribua um nome ao nó no campo Node Name e clique em Ok.
Ainda na aba Nodes, na coluna Primary Station, deve-se configurar o IP, Rack, Slot e S7 Family. O campo S7 Family é o modelo do dispositivo, havendo as seguintes opções:
• 300/400: Suporte para PLC Siemens S7-300 e S7-400 Series;
• 1200: Suporte para PLC Siemens S7-1200 e S7-1500 Series.
A aba Nodes deverá ficar configurada conforme a imagem abaixo:
Por fim, na aba Points de Devices, vamos atribuir endereços as tags criadas na subseção 2.2.1. deste tutorial. Primeiramente, vamos inserir as tags na coluna TagName.
Obs.: Repare que a coluna Node foi preenchida automaticamente, já que temos apenas um nó configurado.
Na coluna Address será inserido os endereços ISO/TCP para cada tag. O endereço ISO/TCP é formado pela seleção dos seguintes campos:
• Type: M = Flags, T = Timers, C = Counters, I = Inputs, Q = Outputs e DB= Data Block;
• DB Group: Endereço de um bloco de função, caso esteja sendo utilizado. Neste tutorial, não está sendo utilizado, portanto, este campo não será preenchido;
• Format: B = Byte, W = Word, DW = DWord, F = Float e ST = String;
• Address: Endereço da variável;
• Bit: Bit que deseja adicionar.
Exemplo 1: M11
Tipo: Booleana
Endereço TIA Portal: %M10.1
Endereço BluePlant: MB10.1 = (M = Flag), (B = Byte), (10 = Endereço do Byte), (.1 =N° Bit)
Exemplo 2: MW50
Tipo: Word
Endereço TIA Portal: %MW50
Endereço BluePlant: MW50 = (M = Flag), (W = Word), (50 = Endereço da Word)
Dessa forma, os endereços ISO/TCP inseridos na coluna Address ficarão conforme a imagem abaixo:
Na coluna DataType, pode ser configurado como Native (para mais informações acessar o manual). Já na coluna AccessType, como deseja-se ler e escrever dados, selecione ReadWrite para todas as tags.
A aba Points de Devices deverá ficar configurada conforme a imagem abaixo:
2.2.3. Construção da tela do supervisório
Na construção da tela do supervisório BluePlant, serão utilizados os seguintes objetos: SelectorSwitch para as tags M10 e M11, Blowers and Pumps para as tags Q00 e Q01, ATank para a tag MW55, Tacho4 para a tag MD100 e dois TextBox para as tags MW50 e MD90. Para maiores detalhes referente a inserção e configuração dos objetos na tela, é recomendado ler a seção 2.3. do tutorial de criação de projeto no BluePlant (link está na introdução da seção 2.2. deste tutorial).
A tela desenvolvida deverá ficar semelhante a imagem:
2.3. Alterar IP do computador pelo Windows 10
Nesta seção será visto como alterar o IP do computador, deixando-o fixo na mesma rede do CLP. Para isso, vamos considerar que o CLP que desejamos nos comunicar está com IP: 192.168.0.1.
Primeiramente, vá no Painel de Controle de sua máquina e entre em Rede e Internet. Clique em Central de Rede e Compartilhamento e logo após, em Alterar as configurações do Adaptador.
As conexões de rede abrirão. Selecione a porta Ethernet que irá utilizar e dê um duplo-clique nela.
Na janela de status da porta Ethernet, clique em Propriedades.
A janela de propriedades da porta abrirá. Selecione Protocolo TCP/IP Versão 4 (TCP/IPv4) e clique em Propriedades.
Na janela que abrirá, selecione a opção Usar o seguinte endereço IP e insira um endereço IP que esteja na mesma rede do CLP, porém que não seja igual ao do CLP. Neste tutorial utilizamos o IP 192.168.0.9. Clique no campo abaixo para que a Máscara de sub-rede seja inserida automaticamente e então, clique em OK para finalizar.
Pronto, o computador estará com IP fixo e na mesma rede do CLP.
3. RESULTADO
Execute as aplicações no BluePlant e no TIA Portal.
Escrevendo valores no BluePlant e lendo no TIA Portal:
Escrevendo valores no TIA Portal e lendo no BluePlant:
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