Delta PLC como servidor Modbus TCP: um tutorial rápido

No intrincado mundo da automação industrial, qualidade e confiabilidade não são negociáveis. Imagine um chão de fábrica onde as máquinas enviam dados em tempo real para a nuvem para monitoramento remoto, otimizando processos e reduzindo o tempo de inatividade. Esse é o poder do Modbus e IoT . Agora, combine-o com os CLPs Delta, conhecidos por sua robustez, versatilidade e economia, e você terá a receita perfeita para operações simplificadas. Esteja você gerenciando uma pequena linha de produção ou um sistema complexo com vários endereços Modbus, configurar seu Delta PLC como um servidor Modbus TCP é o primeiro passo em direção à IoT Industrial.

Pronto para desbloquear a comunicação perfeita entre seu Delta PLC e o mundo da IoT ? Este tutorial mostrará como configurar seu PLC como um servidor Modbus TCP. Vamos mergulhar e preencher a lacuna entre o chão de fábrica e o futuro digital.

Introdução aos CLPs Modbus e Delta

O que é Modbus?

Modbus é um protocolo de comunicação desenvolvido em 1979 pela Modicon, hoje Schneider Electric. Ele foi projetado para sistemas de automação industrial, permitindo que dispositivos se comuniquem em diversos tipos de redes. Em sua essência, o Modbus é um protocolo mestre-escravo, o que significa que um único dispositivo (o mestre/cliente) pode solicitar informações de vários dispositivos (os escravos/servidores). Esta configuração é ideal para monitorar e controlar equipamentos em tempo real.

O protocolo é versátil, suportando diferentes modos de transmissão como Modbus RTU e Modbus TCP. O Modbus RTU é usado para comunicação serial, enquanto o Modbus TCP aproveita as redes Ethernet, tornando-o perfeito para ambientes industriais modernos. A simplicidade e a natureza aberta do Modbus tornaram-no uma escolha popular para conectar uma ampla gama de dispositivos, incluindo sensores, atuadores e PLCs, como a série Delta DVP.

Num mundo onde a interoperabilidade é fundamental, o protocolo Modbus destaca-se pela sua capacidade de integrar dispositivos de diversos fabricantes. Ele usa uma estrutura de mensagens simples, o que facilita a implementação e a solução de problemas. Quer você esteja lidando com simples trocas de dados ou tarefas complexas de automação, o Modbus garante uma comunicação perfeita entre seus sistemas industriais.

Por que escolher um CLP da série Delta DVP?

Os PLCs Delta DVP conquistaram um nicho na indústria de automação, ganhando reconhecimento por sua confiabilidade e economia. Emergindo como um player significativo, a Delta Electronics existe desde 1971. A série DVP, em particular, destaca-se pela sua versatilidade e robustez, tornando-a uma escolha preferida para muitas aplicações industriais.

Quando se trata de custo, os CLPs Delta DVP oferecem uma alternativa acessível aos gigantes tradicionais como Siemens ou Allen Bradley. Embora estas últimas marcas sejam conhecidas pelos seus produtos de alta qualidade, muitas vezes têm um preço elevado. Os CLPs Delta, por outro lado, oferecem uma opção mais econômica sem comprometer o desempenho. Este equilíbrio entre qualidade e acessibilidade torna-os uma escolha atraente para empresas que procuram otimizar os seus processos de automação sem gastar muito.

Esses controladores compactos também vêm com software fácil de usar que simplifica a programação, garantindo facilidade de uso mesmo para iniciantes. A Delta oferece uma variedade de séries de CLP, cada uma projetada para atender necessidades específicas de automação:

• Série DVP : Esses CLPs pequenos e flexíveis são ideais para tarefas simples a médias, proporcionando um equilíbrio perfeito entre funcionalidade e eficiência.
• Série AS : CLPs modulares projetados para tarefas avançadas, incluindo controle de movimento, oferecendo escalabilidade para demandas crescentes de automação.
• Série AH : Esses poderosos CLPs são feitos sob medida para sistemas grandes e complexos, equipados com recursos de controle de movimento multieixos para lidar com desafios de automação complexos.

CLPs Delta compatíveis com Modbus

Os CLPs Delta, especialmente a série DVP, oferecem confiabilidade e eficiência incomparáveis. Eles são projetados para lidar com tarefas complexas de automação com facilidade, graças à sua configuração de hardware robusta. O modelo DVP-12SE, por exemplo, é conhecido pela versatilidade e robustez. Isso o torna a escolha ideal para operações que exigem extensas trocas de dados.

Aqui está uma tabela comparativa de modelos populares de PLC Delta e seu suporte Modbus:

A tabela fornece uma rápida visão de alguns dos modelos populares de PLC Delta e sua compatibilidade com protocolos Modbus. Se você precisa de suporte TCP ou RTU, a Delta tem o que você precisa.

Adicionando suporte Modbus com o módulo DVPEN01-SL

No caso das séries DVP-EH3-L, DVP-MC, DVP-SA2, SE, SV2, SX2 que podem não ter suporte Modbus TCP, confira o módulo DVPEN01-SL : um complemento essencial para habilitar Ethernet- comunicação baseada. Este módulo foi projetado especificamente para essas séries Delta PLC, fornecendo integração perfeita e expandindo seus recursos para incluir suporte ao protocolo Modbus TCP.

Com o DVPEN01-SL, você pode estabelecer até 32 conexões de clientes e 16 conexões de servidores, garantindo uma troca robusta de dados para redes industriais complexas. Ele possui mapeamento RTU inteligente, permitindo conectar dispositivos Modbus RTU seriais a sistemas baseados em Ethernet sem esforço. Além disso, seu firewall simples oferece uma camada extra de segurança, protegendo seu PLC contra acessos não autorizados.

Ao adicionar o módulo DVPEN01-SL, você pode desbloquear todo o potencial do seu Delta PLC, conectando-o a sistemas IoT industriais modernos e garantindo uma comunicação preparada para o futuro para suas necessidades de automação.

Este guia aborda a configuração e o uso do Modbus TCP, adaptado aos modelos Delta PLC listados acima que são marcados como compatíveis com Modbus TCP, como o DVP-12SE e o DVP28SV. Seguindo as etapas descritas, você pode garantir uma integração perfeita e uma troca de dados eficiente dentro de sua rede industrial, aproveitando todo o potencial desses PLCs Delta robustos e versáteis.

Requisitos

Requisitos de hardware

• DVP-12SE (ou qualquer Delta PLC com suporte Modbus TCP - veja tabela acima)
• Cabo Ethernet
• Portátil

Requisitos de software

• ISPSoft v3.9: Solução de software avançada da Delta para programação de PLCs Delta, suportando múltiplas linguagens e projetos de automação complexos, incluindo recursos Modbus TCP/IP. Baixe aqui .

Nota: A Delta oferece duas opções de software para programação de CLP: WPLSoft é adaptado para modelos de CLP mais antigos, como a série DVP. Possui uma interface simples e suporta apenas programação Ladder Logic. O ISPSoft acomoda múltiplas linguagens de programação (LD, FBD, ST) para CLPs modernos, incluindo as séries DVP, AS e AH, oferecendo recursos avançados para projetos complexos e de grande escala.

Neste tutorial, usaremos o ISPSoft para o DVP SE PLC, pois o WPLSoft não possui recursos Modbus TCP/IP.

• COMMGR V1.15 : ferramenta de software da Delta usada para definir configurações de comunicação entre PLCs Delta e outros dispositivos em redes Ethernet. É fundamental na configuração da comunicação Modbus TCP/IP, permitindo aos usuários definir parâmetros de rede como endereços IP e portas de comunicação. Baixe aqui .

Guia passo a passo

Etapa 1: Configurar o driver COMMGR:

Abra o COMMGR e clique no botão "adicionar":

Quando uma nova janela aparecer, insira o “nome do driver”, escolha “configuração de comunicação” e digite o “endereço IP”. Em seguida, clique em “OK” para salvar o driver:

Etapa 2. Configurar ISPSoft :

Depois de configurar o driver de comunicação no COMMGR, inicie o ISPSoft. Navegue até a guia “arquivo” e selecione “novo” nas opções disponíveis.

Uma janela aparecerá. Preencha os dados necessários, conforme imagem abaixo, e a seguir clique em “OK” para prosseguir.

Iniciamos com sucesso nosso novo projeto. A próxima etapa envolve adicionar uma POU para programar a lógica ladder para comunicação Modbus TCP. Siga os passos ilustrados na imagem abaixo.

Para comunicação Modbus TCP, é necessária a API ETHRS. Comece navegando até a seção API à esquerda, clique em “instruções de comunicação” e clique duas vezes na instrução “ETHRS”.

Etapa 3: Configurar a instrução ETHRS para comunicação Modbus TCP

Para desbloquear todo o potencial do seu Delta PLC como um servidor Modbus TCP, você precisará dominar a instrução ETHRS (Ethernet RS). Abaixo está um guia detalhado sobre como configurar seus operandos de forma eficaz.

S1: Configuração de comunicação local e de destino

O primeiro operando, S1, define a porta de comunicação local, endereço IP alvo, porta de comunicação alvo e modo de protocolo.

• Porta de Comunicação Local : Atribua um valor para especificar a porta Ethernet do CLP. Por exemplo, D100 = 10002.
• Endereço IP de destino :
  O IP do dispositivo de destino deve ser dividido em dois registros em formato hexadecimal:

Se o endereço IP de destino for 192.168.1.1, seria C0A80101 em hexadecimal. Portanto:

D101 = 0101

D102 = C0A8.

• Porta de comunicação de destino :
  Defina a porta Ethernet do dispositivo remoto usando D103. Defina-o como 0 se for necessária atribuição dinâmica.
  Nota importante : certifique-se de que as portas locais e de destino não sejam idênticas para evitar conflitos.
• Modo Protocolo :
  Configure o protocolo com D104. Atribua 1 para TCP (Transmission Control Protocol) ou 0 para UDP (User Datagram Protocol). Na maioria das aplicações Modbus, o TCP é a escolha preferida.

S2: Modo Operacional

O segundo operando, S2, determina se o CP funciona como cliente ou como servidor.

• Atribua D105 = 3 para colocar o CP em modo servidor.
• Para operações de cliente, use 1 ou 2.
  O modo servidor é ideal para responder a solicitações Modbus TCP de sistemas SCADA gateway IoT .

Configuração de dados

Esses operandos definem como os dados são enviados e recebidos:

• S3 : Especifica o registro de origem para transmissão de dados. Por exemplo, se S3 = D0, os dados começam em D0.
• S4 : Determina o comprimento dos dados. Em algumas configurações, pode ser desnecessário, como neste caso, onde está marcado como inválido.

D1 e D2: Bandeira de Destino e Conclusão

• D1 : Define o registro de destino para armazenar os dados recebidos. Por exemplo, se D1 = D10, os dados recebidos serão salvos começando em D10.
• D2 : Configura o sinalizador de conclusão da recepção. Quando a transmissão de dados termina, o sinalizador é LIGADO, sinalizando que o processo foi concluído.

Configuração ETHRS em ação

Abaixo está a lógica para transmissão Modbus TCP de registros de dados através da API ETHRS.

Passo 4: Selecione o driver e baixe o programa PLC

Após criar a lógica para comunicação Modbus TCP, vá até a aba “ferramentas”. Selecione Configurações de comunicação. Uma nova janela aparecerá. Selecione Driver no menu suspenso na opção Driver que criamos no aplicativo COMMGR e clique em “OK”. 

Agora, o passo final é compilar o projeto para garantir que não haja erros nele e depois baixá-lo para a memória do CLP. Se for bem-sucedido, o PLC atuará como um servidor Modbus TCP, pronto para comunicação.

Verifique os dados Modbus usando a ferramenta ModbusClientX

Para verificar se seu PLC está funcionando corretamente como um servidor Modbus TCP, use a ferramenta ModbusClientX para pesquisar dados Modbus no PLC.

1. Abra ModbusClientX e selecione Modbus TCP.
2. Digite o endereço IP do seu Delta PLC e clique em “conectar”.
3. Clique em “ler de 0 a 9” para recuperar os primeiros 10 valores de dados armazenados de D0 a D10 no PLC. Aqui, estamos apenas movendo 3 registros da lógica para o ModbusClientX.
   D0 = 40001
   D1 = 40002 e assim por diante.

Em seguida, retorne ao ISPSoft e ative o “Modo Monitor”. Os valores que aparecem no ModbusClientX são enviados com sucesso do CP. Confirma a leitura bem-sucedida dos dados do PLC para o ModbusClientX.

Próximas etapas: enviar dados do PLC para a nuvem

A automação industrial moderna depende da integração perfeita de dispositivos, e gateway IoT são essenciais para integrar dados PLC com aplicativos em nuvem, como Ubidots . Agindo como uma ponte entre o seu Delta PLC e a nuvem, esses dispositivos garantem uma transferência de dados segura, eficiente e escalável. Esteja você monitorando métricas de produção ou habilitando manutenção preditiva, um gateway IoT é a chave para desbloquear insights acionáveis ​​a partir de seus dados de PLC.

O que é um Gateway IoT ?

Um gateway IoT serve como um hub de comunicação entre seu Delta PLC e sistemas externos, incluindo plataformas em nuvem. Ele traduz dados de protocolos como Modbus TCP, Modbus RTU, BACnet ou OPC-UA para protocolos compatíveis com nuvem, como HTTP ou MQTT, garantindo um fluxo contínuo de informações para a Internet. Ao pré-processar e agregar dados de múltiplas máquinas e sensores, gateway IoT são a porta para uma automação mais inteligente.

Escolhendo o Gateway IoT certo

gateway IoT compatível com Modbus é crucial para uma integração bem-sucedida. Para simplificar o processo, compilamos uma lista dos principais gateway IoT compatíveis para ajudá-lo a encontrar a combinação perfeita para sua aplicação.

Alguns gateway IoT , como ADAM 6717 da Advantech, PUSR USR-M300 e Elastel EG324, vêm com Node-RED pré-instalado, uma poderosa ferramenta de programação baseada em fluxo para IoT e automação industrial. Node-RED inclui uma biblioteca amplamente usada chamada node-red-contrib-modbus , que permite pesquisar dados de seu Delta PLC através de Modbus TCP perfeitamente. Isso facilita configurar, manter e personalizar fluxos de dados para atender às suas necessidades específicas.

Envie dados Delta PLC para a nuvem Ubidots

Conectar seu Delta PLC à nuvem Ubidots é uma virada de jogo para monitoramento e controle industrial. Ao aproveitar ferramentas IoT como Node-RED e MQTT, você pode enviar dados PLC em tempo real para Ubidots , onde podem ser transformados em dashboards intuitivos, alertas e análises.

Para facilitar esse processo, preparamos um guia completo para enviar dados de PLC para a nuvem usando Node-RED e MQTT . Este guia orienta você nas etapas necessárias para ler os registros Modbus TCP usando Node-RED e começar a visualizar os dados no Ubidots .

Com Ubidots , as possibilidades são infinitas. Monitore as principais métricas, configure alarmes inteligentes ou até mesmo integre soluções de manutenção preditiva, tudo em uma única plataforma. Ao combinar o poder do seu Delta PLC com os versáteis recursos de nuvem da Ubidots , você libera o potencial para agilizar as operações e tomar decisões baseadas em dados com facilidade.

Perguntas frequentes (FAQ)

O que é Modbus TCP?

Modbus TCP é uma variante baseada em Ethernet do protocolo de comunicação Modbus, projetada para facilitar a troca de dados em tempo real na automação industrial. Ele simplifica a conexão de dispositivos como CLPs, sensores e atuadores, aproveitando a rede TCP/IP padrão, permitindo comunicação perfeita em ambientes industriais modernos. Ao contrário do Modbus RTU, que opera em comunicação serial, o Modbus TCP é ideal para redes escaláveis ​​e de alta velocidade, onde a confiabilidade e a acessibilidade são cruciais.

O que é um Gateway IoT ?

Um gateway IoT é um dispositivo que conecta equipamentos industriais, como PLCs Delta, à nuvem, permitindo troca contínua de dados e análises avançadas. Ele atua como um tradutor, convertendo dados de protocolos industriais como Modbus TCP ou RTU em formatos compatíveis com a Internet como MQTT ou HTTP. Além da tradução, gateway IoT geralmente pré-processam e agregam dados, aumentando a eficiência e reduzindo a tensão na rede. Esses gateway são vitais para monitoramento em tempo real, manutenção preditiva e integração de operações de fábrica em ecossistemas inteligentes IoT .

Quais são os benefícios de enviar dados em tempo real para a nuvem?

O envio de dados em tempo real para a nuvem traz vantagens poderosas para a automação industrial. Permite monitoramento e controle instantâneo de processos de qualquer lugar, reduzindo o tempo de inatividade e melhorando a tomada de decisões. Com dados em tempo real, a manutenção preditiva torna-se possível, ajudando a evitar falhas dispendiosas em equipamentos. A integração na nuvem também permite análises avançadas, transformando dados brutos em insights acionáveis ​​que impulsionam a eficiência e otimizam o desempenho. Em última análise, melhora a escalabilidade, a colaboração e a agilidade geral das operações num ecossistema industrial conectado.

O que é Delta no PLC?

Delta refere-se a um renomado fabricante de controladores lógicos programáveis ​​(CLPs) e soluções de automação, conhecido por sua confiabilidade, versatilidade e economia. Os CLPs Delta, como a série DVP, são amplamente utilizados em automação industrial para tarefas que vão desde processos de controle simples até integrações de sistemas complexos. Eles suportam vários protocolos de comunicação, incluindo Modbus TCP, tornando-os ideais para conexão com plataformas IoT e garantindo troca de dados contínua em redes industriais modernas. O foco da Delta no desempenho e na acessibilidade tornou seus PLCs uma escolha popular para empresas que buscam soluções de automação escaláveis ​​e eficientes.

Qual software é usado para programar Delta PLC?

Os CLPs Delta são programados utilizando ISPSoft e WPLSoft, sendo a escolha dependente do modelo do CLP e da complexidade do projeto. ISPSoft é a opção avançada, suportando CLPs modernos como a série DVP-SE e oferecendo múltiplas linguagens de programação, incluindo Diagrama Ladder (LD), Diagrama de Blocos Funcionais (FBD) e Texto Estruturado (ST). Ele também permite recursos como configuração Modbus TCP para comunicação baseada em Ethernet. O WPLSoft, por outro lado, foi projetado para modelos Delta PLC mais antigos e fornece uma interface direta com programação Ladder Logic. Ambas as ferramentas garantem uma programação eficiente e flexível para uma ampla gama de necessidades de automação.

O que é o protocolo Delta PLC?

Os CLPs Delta suportam vários protocolos de comunicação para garantir integração perfeita com sistemas industriais. Entre os mais comuns está o Modbus, disponível nas variantes RTU (comunicação serial) e TCP (baseado em Ethernet). Esses protocolos permitem que os PLCs Delta interajam com uma ampla variedade de dispositivos, incluindo sensores, atuadores e gateway IoT . O Modbus TCP, em particular, é amplamente utilizado para troca de dados em alta velocidade em ambientes industriais modernos, permitindo monitoramento, controle e conectividade em tempo real com plataformas em nuvem. Essa versatilidade torna os CLPs Delta uma escolha confiável para diversas necessidades de automação.

O que é ISPSoft?

ISPSoft é um software de programação avançado da Delta Electronics para seus controladores lógicos programáveis ​​(CLPs), aderindo ao padrão IEC 61131-3. Ele integra múltiplas tarefas para gerenciamento de projetos e suporta cinco linguagens de programação: Diagrama Ladder (LD), Diagrama de Blocos Funcionais (FBD), Gráfico Sequencial de Funções (SFC), Lista de Instruções (IL) e Texto Estruturado (ST). O ISPSoft facilita a configuração de hardware e rede, programação de movimento e oferece recursos como rastreamento e registro de dados, fornecendo um ambiente abrangente para o desenvolvimento de sistemas de controle simples e complexos.

Qual é a diferença entre WPLSoft e ISPSoft?

WPLSoft e ISPSoft são ferramentas de programação para PLCs da Delta, cada uma adaptada para diferentes necessidades. O WPLSoft foi projetado para aplicações mais simples, oferecendo uma interface intuitiva focada na programação de Diagramas Ladder, tornando-o ideal para tarefas de controle simples. Em contraste, o ISPSoft é uma plataforma mais avançada que suporta múltiplas linguagens de programação, incluindo Diagrama Ladder (LD), Diagrama de Blocos Funcionais (FBD) e Texto Estruturado (ST), alinhando-se com o padrão IEC 61131-3. Ele integra configuração de hardware e rede, programação de controle de movimento e fornece recursos como atribuição de tarefas, blocos de funções e declarações de variáveis, atendendo a projetos de automação complexos e de grande escala.

O software Delta PLC é gratuito?

Sim, a Delta Electronics oferece software de programação gratuito para seus PLCs. Por exemplo, o WPLSoft está disponível gratuitamente e é adequado para programar os CLPs da série DVP da Delta. Além disso, o ISPSoft, que suporta múltiplas linguagens de programação e recursos avançados, pode ser baixado gratuitamente no site oficial da Delta. Essas ferramentas fornecem soluções abrangentes para o desenvolvimento e gerenciamento de projetos de automação com CLPs Delta.

Os PLCs usam Modbus?

Sim, muitos CLPs, incluindo modelos Delta, utilizam Modbus como protocolo de comunicação. O Modbus permite a troca contínua de dados entre dispositivos como sensores, atuadores e PLCs, tornando-o uma escolha popular em automação industrial. Ele suporta comunicação serial (Modbus RTU) e redes baseadas em Ethernet (Modbus TCP), proporcionando flexibilidade para diversas aplicações. Este protocolo é amplamente reconhecido por sua simplicidade, confiabilidade e capacidade de integrar dispositivos de diferentes fabricantes, garantindo uma operação suave e eficiente do sistema.