Rockwell CompactLogix plc como servidor Modbus TCP: um tutorial rápido

No mundo em constante evolução da automação industrial, a comunicação perfeita entre dispositivos é uma pedra angular de eficiência e produtividade. Para engenheiros e técnicos, garantir que controladores, sensores e sistemas possam "conversar" um com o outro sem barreiras. É aqui que o Modbus TCP, um protocolo de comunicação industrial amplamente adotado, se mostra indispensável.

Allen-Bradley contrologix plcs, conhecido por sua confiabilidade e desempenho, leve essa capacidade para o próximo nível. Como parte da linha principal da Rockwell Automation, o Controllogix PLCS oferece poder de processamento, escalabilidade e flexibilidade incomparáveis. Combinados com o Modbus TCP, eles fornecem uma solução robusta para integrar dados em diversos sistemas e dispositivos.

Este tutorial rápido não apenas o orienta na configuração de um rockwell contrologix plc como um servidor TCP Modbus, mas também investiga os benefícios mais amplos do Allen-Bradley PLCs e as principais vantagens do Modbus TCP em ambientes industriais. Seja você um profissional de automação experiente ou explorando essas tecnologias pela primeira vez, este blog fornece as idéias e as etapas necessárias para otimizar suas operações com facilidade.

Por que escolher um Allen-Bradley CompactLogix plc?

O Allen-Bradley CompactLogix PLCS é uma solução preferida para a automação industrial, oferecendo um equilíbrio perfeito de desempenho, escalabilidade e custo-efetividade. Apoiado pelo legado século da Rockwell Automation, a família CompactLogix oferece soluções de controle confiáveis ​​para uma ampla gama de aplicações.

Os PLCs compactLogix brilham em sistemas de tamanho médio e configurações de controle distribuídas, onde a eficiência e a adaptabilidade são fundamentais. Com potência robusta de processamento e conectividade versátil, eles se destacam em lidar com tarefas complexas de automação, mantendo a facilidade de uso. O acesso e o gerenciamento de informações diretamente no nível da máquina é crucial na automação industrial, e os PLCs compactLogix fornecem as ações, métricas e visualizações necessárias em tempo real para conseguir isso.

O CompactLogix PLCS Leverage Studio 5000, um software poderoso e fácil de usar. Essa ferramenta permite que os usuários programem os PLCs usando uma variedade de idiomas, como lógica de escada, texto estruturado e diagramas de blocos de funções, permitindo desenvolvimento e implantação mais rápidos.

Eis por que o CompactLogix PLCS é uma escolha confiável:

• Desempenho: o CompactLogix PLCS fornece controle confiável com velocidades de processamento rápido, garantindo uma operação eficiente, mesmo em aplicações exigentes.
• Escalabilidade: Ideal para sistemas que precisam de espaço para crescer, o CompactLogix PLCS suporta expansão com módulos e dispositivos adicionais, tornando -os adequados para ambientes industriais dinâmicos.
• Versatilidade: esses PLCs suportam vários protocolos de comunicação, permitindo integração perfeita com diversos sistemas industriais para facilitar a coleta de dados.
• Eficácia do custo: o CompactLogix PLCS oferece alto desempenho a um custo menor em comparação com sistemas maiores, como o Controllogix, tornando-os uma escolha prática para projetos de automação de médio alcance.
• Durabilidade: projetado para uso industrial, os PLCs compactLogix são construídos para suportar condições adversas, garantindo o mínimo de tempo de inatividade e a confiabilidade a longo prazo.

Para as empresas que buscam uma solução de controle flexível, acessível e de alto desempenho, o Allen-Bradley CompactLogix PLCS fornece uma combinação incomparável de recursos e confiabilidade. Sua capacidade de se adaptar às necessidades industriais em evolução os torna um ativo valioso para alcançar a excelência operacional.

Tipos de Allen-Bradley plcs

Allen-Bradley PLCS, desenvolvido pela Rockwell Automation, atende a diversas necessidades de automação industrial. De unidades compactas para operações de pequena escala a sistemas avançados para processos complexos, o intervalo garante que haja um controlador adaptado a cada aplicativo. Os primeiros modelos de PLCs careciam de análises avançadas e estruturas de dados, mas os modelos modernos agora incluem esses recursos, aprimorando suas capacidades e eficiência.

MicroLogix

A série Micrologix é compacta, amiga do orçamento e ideal para tarefas de automação em pequena escala. Esses controladores oferecem desempenho confiável e recursos de programação robustos, tornando-os uma escolha prática para empresas que buscam soluções econômicas para requisitos de automação simples. Eles também coletam dados de vários dispositivos e protocolos, o que é crucial para gerenciamento eficiente de dados e análises avançadas na automação de pequena escala.

CompactLogix

Como uma opção de gama média, o CompactLogix PLCS atinge o equilíbrio perfeito entre desempenho e escalabilidade. Eles são adequados para sistemas de complexidade média, onde a seleção e a definição de variáveis ​​PLC relevantes é crucial para a coleta e monitoramento de dados eficazes. Eles podem lidar com tarefas maiores em comparação com a série Micrologix.

ControlLogix

O contrologix PLCS é a série principal, projetada para sistemas de automação em larga escala e altamente complexos. Esses controladores oferecem poder de processamento excepcional, modularidade e flexibilidade. Com recursos como integração perfeita, comunicação em tempo real e funções avançadas de segurança, o Controllogix PLCS é o padrão-ouro para aplicações exigentes.

CLP-5

A série PLC-5 Embora não seja mais uma opção preferida para novas instalações, muitas instalações de fabricação ainda dependem dos controladores do PLC-5 para operações críticas, principalmente em sistemas usando a comunicação Data Highway Plus.

SLC500

Outra série Legacy, os SLC 500 foram soluções de gama média antes do surgimento do CompactLogix. Conhecidos por sua durabilidade e simplicidade, o SLC 500 PLCS desempenhou um papel significativo na automação industrial durante o primo. Embora os modelos mais recentes ocupem seu lugar, eles continuam sendo uma máquina valiosa em muitos sistemas estabelecidos.

A ampla gama de PLCs de Allen-Bradley garante uma solução para todas as necessidades, desde sistemas herdados que resultaram no teste do tempo a controladores de ponta que impulsionam o futuro da automação industrial.

Requisitos

Requisitos de hardware

1. Allen-Bradley CompactLogix 5380 Series.

NOTA: A série CompactLogix 5380 não suporta nativamente o MODBUS TCP ou RTU. Por esse motivo, uma instrução complementar (AOI) é usada para implementar o Modbus TCP. Se você usar qualquer outro modelo que suporta nativamente o Modbus, poderá pular esta etapa.

2. Cabo Profinet/Ethernet

Requisitos de software

1. Studio 5000 (você pode usar o software de teste baixado deste link )
2. Modbus TCP Instruções complementares v2.04
3. ModbusClientX (você pode usar o software baixado deste link )

Guia passo a passo

Etapa 1: Criando o projeto no Studio 5000

1. Abra o Studio 5000 e clique em 'Novo Projeto'. Na nova janela, selecione 'Logix' no painel esquerdo e selecione 'controlador 5069-L320er CompactLogix 5380'.

2. Conclua a configuração de acordo com as características do seu projeto.

Etapa 2: Baixe aoi e configure a tarefa

1. Acesse este link Rockwell e faça o download do arquivo chamado 'Modbus TCP Add-On Instruções para controladores Contrologix e CompactLogix, AOI versão 2.04.00'.

2. De volta ao Studio 5000, clique com o botão direito do mouse em 'tarefas' '' nova tarefa '. Nomeie a tarefa, verifique se o seu 'tipo' é periódico e defina o período para 20 ms. Rockwell recomenda que a taxa seja de 10 ms ou mais (as taxas mais lentas reduzirão a carga do controlador e reduzirão o desempenho, enquanto as taxas mais rápidas aumentarão o desempenho, mas adicionará uma carga significativa ao controlador).

3. Crie um programa dentro da nova tarefa. Faça isso clicando com o botão direito do mouse na tarefa '' Adicionar '' 'novo programa'. Nomeie -o.

4. Agora, criaremos uma nova rotina dentro deste novo programa. Faça isso clicando com o botão direito do mouse no programa '' Adicionar '' 'nova rotina'. Nomeie -o e na opção "In Program ou Fase", defina -o como "MainProgram".

5. Em seguida, crie outra rotina (que chamamos de TCPServer). Nomeie -o e na opção "In Program ou Fase", defina -o como "ModBustCPPRogram".

6. Abra sua rotina principal (chamada “TCPMain” no nosso caso) e, dentro dela, ligue para a outra rotina (“TCPServer”) clicando no ponto de interrogação e selecionando sua outra rotina no menu suspenso.

(Esta imagem não é deste projeto específico, mas ilustra o processo).

Nota: Mesmo que você possa criar tudo em uma rotina, é melhor prática dividi -la em várias rotinas.

7. Abra a rotina secundária ("TCPServer" no nosso caso), clique com o botão direito do mouse na escada e selecione a opção "Importar degraus". Um pop-up aparecerá, procure a pasta em que você baixou o AOI (dentro do arquivo 'lógica'), selecione o arquivo 'rac_opr_netmodbus tcpsever _rung.l5x'. O Modbus TCP AOI será adicionado à rotina.

Depois de importar com sucesso o AOI, a janela do programa deve ficar assim:

Nota: Para saber detalhes sobre a implementação do AOI, você é altamente recomendável ler a documentação disponível no arquivo zip baixado.

Etapa 3: Baixe o programa para o PLC

1. Agora, a etapa final é baixar o projeto no PLC. Vá em direção à guia 'Comunicação'. Selecione 'quem ativo'. Download do programa com todas as configurações padrão, exceto "inp_enable", que definimos como 1.
2. Uma nova janela será exibida para o RSLinx. Expanda a opção "Ab_ethip-1, Ethernet", procure seu PLC na lista, selecione-o e clique em "Download".
   

Você deve ver o status de referência de conexão "STS_Waiting".

3. Agora, clique com o botão direito do mouse em "REF_MODBusDATA" e selecione "Monitor Server_01_Data". Isso deve levá -lo a uma janela como a abaixo:

4. Nesta janela, expanda os registros de retenção e insira quaisquer valores aleatórios lá.

Esse é o valor que deve ser exibido ao pesquisar o registro correspondente usando qualquer cliente Modbus. Testaremos isso na próxima seção da postagem.

Etapa 4: teste a comunicação Modbus com ModbusClientX

Para verificar se o PLC está funcionando corretamente como um servidor Modbus TCP, usamos a ferramenta ModbusClientX para pesquisar o PLC para dados do Modbus.

1. Abra ModbusClientX e selecione Modbus TCP.
2. Digite o endereço IP do seu PLC e clique em "Connect".

3. Clique em "Leia de 0 a 9" para coletar dados armazenados na matriz de dados do PLC:

Se os valores que você inseriu anteriormente no Studio 5000 aparecerem aqui, isso confirmará que a comunicação do Modbus TCP está funcionando conforme o esperado.

Parabéns, seu PLC agora está atuando como um servidor Modbus e pronto para ser pesquisado de um cliente Modbus!

Usando um Gateway IoT como cliente Modbus

Na automação industrial, os dados de pesquisa de um servidor Modbus geralmente são apenas o começo. Para desbloquear todo o potencial desses dados, é essencial torná -los acessíveis para monitoramento e análise remotos. É aqui que IoT gatewayentra em jogo.

IoT gatewayS combina recursos tradicionais de rede com recursos avançados como Modbus e MQTT Communication. Esses dispositivos atuam como uma ponte, os dados de pesquisa do servidor Modbus (neste caso, seu contrologix plc) e encaminhando -os para plataformas em nuvem ou sistemas remotos para visualização e processamento.

Em vez de usar um cliente Modbus simulado, como demonstrado anteriormente, daremos um passo adiante, configurando um gateway IoT para funcionar como o cliente Modbus. Essa abordagem permite integração perfeita com soluçõesIoT , fornecendo acesso em tempo real a dados operacionais valiosos. Vamos percorrer o processo passo a passo.

Usaremos um gateway Teltonika neste exemplo:

1. Vá para a página de login do gateway Teltonika usando seu endereço IP, que geralmente é "192.168.1.1" por padrão. Faça login usando as credenciais do gateway(geralmente encontradas na parte traseira do dispositivo).

2. Depois de conectado, você deve ver uma interface como a abaixo. Navegue até a seção "Modbus".

3. Como estamos usando nosso PLC como servidor e nosso gateway como cliente, verifique se a opção "Modbus TCP Slave" não está ativada.

4. Vá para a guia "Modbus TCP Master". Aqui, adicionaremos o PLC como um dispositivo escravo.

5. Clique em "Adicionar". Em seguida, configure os parâmetros do dispositivo escravo de acordo com os detalhes do seu projeto. Em nosso exemplo, usamos o endereço IP e a porta Modbus (502 por padrão) do nosso PLC.

6. Role para baixo até a seção chamada “Configuração de solicitações”. Clique em "Adicionar" e preencha os seguintes campos de acordo com o seu projeto: 

• Nome: use um nome significativo para os dados que você deseja ler.
• Tipo de dados: escolha o tipo de dados apropriado.
• Função: Se você quiser ler somente, selecione "Leia o registro de retenção".
• Primeiro registro: o endereço do registro do PLC.
• Contagem de registros: a duração dos dados (quantos registros ele ocupa).
• Ativado: verifique esta opção para pesquisar dados continuamente.

7. Agora clique em "Teste". Se a configuração estivesse correta, você verá o valor do registro do PLC aparecer na parte inferior. No nosso caso, ele mostra o valor "12345", que foi armazenado no primeiro registro do nosso PLC.

8. Clique em "Salvar" para terminar o processo.

Agora, o gateway está pesquisando dados continuamente do PLC, atuando como um cliente Modbus.

Perguntas frequentes

Qual é o protocolo Modbus TCP?

O MODBUS TCP é um protocolo de comunicação industrial que permite a troca de dados sobre as redes Ethernet. Ele se baseia no protocolo Modbus tradicional, encapsulando mensagens nos pacotes TCP/IP, tornando -o ideal para sistemas de automação modernos. Amplamente utilizado nas indústrias, permite comunicação perfeita entre controladores lógicos programáveis ​​(PLCs), sensores, HMIs e sistemas SCADA . Conhecido por sua simplicidade, o Modbus TCP garante a compatibilidade entre os dispositivos de diferentes fabricantes, tornando -o uma escolha preferida para transferência de dados eficiente e confiável em ambientes industriais.

O CompactLogix 5380 suporta o Modbus TCP?

O CompactLogix 5380 não suporta nativamente o Modbus TCP. No entanto, pode ser configurado para trabalhar com o Modbus TCP usando uma "instrução complementar" (AOI), que está disponível gratuitamente na Rockwell Automation. Este AOI permite que o CompactLogix se comunique como um servidor ou cliente do Modbus TCP, permitindo integração perfeita com outros dispositivos compatíveis com Modbus.

O que é compactLogix?

O CompactLogix é uma série de controladores lógicos programáveis ​​(PLCs) desenvolvidos pela Rockwell Automation sob a marca Allen-Bradley. Projetado para sistemas de automação de médio porte, oferece um equilíbrio de desempenho, escalabilidade e custo-efetividade. Os PLCs CompactLogix fornecem poderosos recursos de processamento, suporte para vários protocolos de comunicação e integração perfeita com o software Studio 5000 do Rockwell. Esses recursos tornam o CompactLogix uma solução versátil para aplicações que variam do controle da máquina a sistemas distribuídos, fornecendo automação confiável e eficiente para ambientes industriais.

Como coletar dados do PLC para o PC?

Para obter dados de um PLC para um PC, você precisa estabelecer comunicação entre os dois dispositivos usando um protocolo compatível, como o Modbus TCP ou Ethernet/IP. Primeiro, configure o PLC para compartilhar pontos de dados específicos, como tags ou registros, que o PC pode acessar. Em seguida, conecte o PLC ao PC através de um cabo Ethernet ou através de uma rede. Use o software SCADA , um aplicativo HMI ou um programa personalizado para ler os dados. Muitas ferramentas de software também permitem registrar e analisar os dados coletados, fornecendo informações valiosas para o seu sistema de automação.

Qual software é usado para programar o Allen-Bradley PLCS?

Allen-Bradley PLCS, incluindo a série CompactLogix, são programados usando o Studio 5000 Logix Designer . Este software poderoso fornece uma interface intuitiva para criar e gerenciar projetos de sistemas de controle. Ele suporta várias linguagens de programação, como lógica da escada, texto estruturado e diagramas de blocos de funções, tornando -o versátil para várias tarefas de automação. O Studio 5000 também simplifica o desenvolvimento com recursos como programação baseada em tags e ferramentas de configuração integradas, garantindo um design de sistema eficiente e confiável.

O que é um plc Allen-Bradley?

Um Allen-Bradley PLC é um controlador lógico programável desenvolvido pela Rockwell Automation, projetado para automatizar e controlar processos industriais. Conhecidos por sua confiabilidade e flexibilidade, esses controladores são usados ​​em uma ampla gama de aplicações, desde linhas de fabricação a sistemas de gerenciamento de energia. O Allen-Bradley PLCS, como a série CompactLogix e Controllogix, fornece recursos poderosos de processamento, suporta vários protocolos de comunicação como Ethernet/IP e Modbus TCP e integrar-se perfeitamente ao software Studio 5000. Eles são uma pedra angular da automação industrial moderna, permitindo soluções de controle eficientes, precisas e escaláveis.

Qual software é usado para definir a configuração de dados do Allen-Bradley PLCS?

A configuração de dados do Allen-Bradley PLCS é definida usando o Studio 5000 Logix Designer . Este software permite criar e gerenciar tags, mapear pontos de dados e configurar parâmetros de comunicação para integração perfeita com outros dispositivos. Com sua interface intuitiva e ferramentas versáteis, o Studio 5000 facilita a configuração de dados para protocolos como Modbus TCP e Ethernet/IP, garantindo comunicação eficiente e confiável em sistemas de automação industrial.

Qual é melhor para coleta de dados, Modbus rtU ou Modbus tcp/ip?

A escolha entre o Modbus RTU e o Modbus TCP/IP depende das necessidades específicas do aplicativo. O Modbus RTU é ideal para redes menores e sistemas herdados, pois opera sobre comunicação serial (RS-232 ou RS-485) e é econômico para a coleta de dados de curta distância. No entanto, o Modbus TCP/IP é mais adequado para redes modernas e em larga escala. Ele aproveita o Ethernet, permitindo transferência de dados mais rápida, maior escalabilidade e suporte para várias conexões simultâneas. Para sistemas industriais que exigem integração perfeita com plataformasIoT ou SCADA , o Modbus TCP/IP é frequentemente a escolha preferida.

Como envio dados de plc para a nuvem?

Para enviar dados do PLC para a nuvem, comece conectando seu PLC a um gateway industrial ou um dispositivo de borda que suporta a comunicação em nuvem. Configure o gateway para recuperar dados do PLC usando protocolos como Modbus TCP ou Ethernet/IP. Em seguida, configure o gateway para encaminhar esses dados para sua plataforma em nuvem via MQTT, HTTPS ou outro protocolo compatível. Muitas plataformas também oferecem APIs ou conectores dedicados para otimizar a integração. Para soluções avançadas, considere o uso de plataformasIoT I que podem processar e analisar os dados diretamente na nuvem, permitindo insights e tomada de decisão em tempo real.