Mitsubishi plc como servidor TCP Modbus: um tutorial rápido

AGUSTIN PELAEZ -

Os controladores lógicos programáveis ​​(PLCs) são a espinha dorsal da automação industrial, garantindo controle preciso e troca de dados perfeita entre os dispositivos. Entre as muitas opções de PLC disponíveis, o Mitsubishi PLCS se destaca por sua confiabilidade, escalabilidade e recursos avançados. Juntamente com a potência do Modbus TCP , esses PLCs podem transformar redes industriais em sistemas eficientes e interconectados.

Este tutorial se concentra em configurar um Mitsubishi FX PLC como um servidor TCP Modbus. Ao alavancar a capacidade do Modbus TCP de se comunicar sobre as redes Ethernet, você pode permitir a troca de dados em tempo real entre o PLC e outros dispositivos em seu sistema de automação. Seja você um engenheiro experiente ou iniciante em automação industrial, este guia fornece um caminho claro para configurar seu Mitsubishi FX PLC para a comunicação Modbus TCP.

Mitsubishi plcs e modbus

Por que escolher um Mitsubishi plc?

Os PLCs Mitsubishi são mais do que apenas controladores; Eles são um símbolo de confiabilidade e inovação na automação industrial. Com mais de um século de especialização, a Mitsubishi Electric ganhou sua reputação como líder global em fabricação de equipamentos elétricos e eletrônicos, transformando as indústrias em todo o mundo.

  • Confiabilidade comprovada

Os PLCs da Mitsubishi são confiáveis ​​por indústrias que variam da fabricação a energia e transporte. Seu design robusto garante uma operação confiável, mesmo nos ambientes mais severos. Seja controlando máquinas complexas ou gerenciando a troca de dados em uma rede, o Mitsubishi PLCS oferece desempenho consistente.

  • Inovação em sua essência

Os PLCs do Mitsubishi incorporam recursos de ponta, como processamento de alta velocidade, integração de rede sem costura e compatibilidade com protocolos como o Modbus TCP, tornando-os uma escolha inteligente para aplicações industriais modernas.

  • Escalabilidade e flexibilidade

De modelos compactos para aplicações em pequena escala a sistemas modulares avançados, a Mitsubishi oferece uma ampla gama de PLCs para se adequar a qualquer projeto. Precisa expandir a funcionalidade? Os PLCs Mitsubishi são projetados para escalar com sua empresa, garantindo valor e adaptabilidade a longo prazo.

  • Rede de Suporte Global

Com presença em mais de 120 países, a Mitsubishi Electric fornece suporte abrangente ao cliente e uma riqueza de recursos. Do treinamento à solução de problemas, sua equipe global garante implementação e manutenção suaves, independentemente de onde suas operações estejam localizadas.

  • Experiência específica do setor

Os PLCs Mitsubishi são adaptados para atender às demandas de indústrias específicas, incluindo automotivo, embalagem e energia renovável. Seus recursos especializados, combinados com a compatibilidade com protocolos principais como o Modbus TCP, tornam a integração perfeita e eficiente.

Tipos de Mitsubishi plcs

A Mitsubishi oferece uma gama diversificada de PLCs para atender às necessidades de várias indústrias e aplicações. De controladores compactos para operações de pequena escala a sistemas avançados para automação em larga escala, o Mitsubishi PLCs fornece desempenho, escalabilidade e confiabilidade robustos. Abaixo está uma visão geral da Key Mitsubishi Plc Series e seus pontos fortes.

Melsec IQ-R Series - Melhor para controle de médio a larga escala

A série Melsec IQ-R foi projetada para enfrentar os desafios da automação moderna. Ele enfatiza a produtividade, a qualidade e a segurança, reduzindo o custo total de propriedade. Esta série apresenta:

  • Poder de processamento aprimorado : garante produção confiável com tempo de inatividade reduzido.
  • Recursos de segurança cibernética : inclui filtros de acesso baseados em IP, autenticação do usuário e chaves de segurança de hardware.
  • Integração da Indústria 4.0 : Uma função de banco de dados incorporada transforma dados brutos em insights acionáveis.
  • Compatibilidade contínua : compatibilidade com versões anteriores com hardware e software Melsec-Q Series para facilitar a migração.

A série IQ-R é ideal para os fabricantes que buscam soluções escaláveis ​​e de alto desempenho, com opções avançadas de conectividade.

Série Melsec IQ-F - perfeita para aplicações em escala pequena e independente

A série Melsec IQ-F combina o pacote compacto com funcionalidade poderosa. Esta série é projetada para projetos de automação de pequeno a médio porte e inclui recursos como:

  • Processamento de alta velocidade : tempos de resposta rápidos para operações em ritmo acelerado.
  • Ethernet embutido : simplifica a integração nas redes modernas.
  • SD do cartão SD : suporta armazenamento e transferência de dados seguros.
  • Opções flexíveis de E/S : lida com uma ampla gama de entradas/saídas digitais e analógicas.

Com sua acessibilidade e facilidade de uso, a série IQ-F é uma opção confiável para sistemas independentes e configurações de automação menores.


Série Melsec-Q - Excelência em automação de média a larga escala

Desde a sua introdução em 1999, a série Melsec-Q tem sido uma pedra angular da automação da fábrica. Continua sendo uma solução preferida para as indústrias que exigem:

  • Arquitetura multi-CPU : gerencia vários processos simultaneamente para melhorar a eficiência.
  • Processamento de instrução de alta velocidade : aumenta o desempenho geral do sistema para atender às demandas modernas da produção.
  • Escalabilidade : suporta aplicativos complexos com opções versáteis de CPU e módulo.

A série Q oferece confiabilidade incomparável para operações que exigem precisão e velocidade.


Série Melsec-L - controladores compactos com recursos avançados

A série Melsec-L é um PLC compacto que fornece funcionalidade normalmente associada a sistemas de controle maiores. Os principais recursos incluem:

  • E/S embutidas e funções : reduz a necessidade de módulos adicionais.
  • Exibição no dispositivo : permite verificações de status e solução de problemas de erro sem um computador.
  • Suporte ao cartão de memória SD : Ativa o armazenamento e recuperação de dados rápidos.

Esta série é ideal para aplicações que exigem uma pequena pegada, mas exigem recursos avançados.


Série Melsec-F - simples e escalável para operações em pequena escala

A série Melsec-F (série FX PLC) é conhecida por sua versatilidade e facilidade de uso em aplicações independentes. Os destaques incluem:

  • Recursos integrados : inclui contadores de alta velocidade, posicionamento, portas de comunicação e muito mais.
  • Escalabilidade : as unidades de expansão permitem a integração perfeita dos módulos de controle analógico, de comunicação e sensores.
  • Dimensões compactas : otimizadas para sistemas de pequena escala, mantendo um desempenho robusto.

A série FX é uma solução confiável para aplicações que requerem simplicidade e flexibilidade.

O que é Modbus?

O MODBUS é um protocolo de comunicação amplamente utilizado na automação industrial para troca de dados entre dispositivos. Desenvolvido em 1979 pela Modicon, ele foi projetado para facilitar a comunicação simples e confiável entre controladores lógicos programáveis ​​(PLCs), sensores e outros dispositivos. Sua estrutura direta e natureza aberta o tornaram um padrão nas indústrias de fabricação, energia e transporte.

O protocolo organiza dados em registros e bobinas, permitindo que os dispositivos compartilhem valores numéricos ou estados discretos. O Modbus vem em várias variantes, incluindo o Modbus RTU para comunicação serial e o Modbus TCP para redes Ethernet. Essas opções o tornam versátil, suportando sistemas locais e distribuídos. O MODBUS é comumente usado em sistemas de monitoramento de dados, controle de equipamentos e supervisão, onde a comunicação previsível e eficiente é essencial.

Apesar de sua idade, o Modbus permanece relevante devido à sua simplicidade, interoperabilidade e ampla adoção entre equipamentos industriais. Sua capacidade de integrar dispositivos de diferentes fabricantes garante que ele continue a desempenhar um papel vital nos sistemas de automação modernos.

Modbus TCP e suas vantagens

O Modbus TCP é uma variante do protocolo de comunicação Modbus projetado para operar em redes Ethernet. Ao contrário do Modbus RTU, que depende da comunicação serial, o Modbus TCP aproveita o Protocolo de Controle de Transmissão (TCP) para permitir a troca de dados mais rápida e flexível. Essa adaptação moderna do protocolo simplifica a integração com a infraestrutura de TI existente e suporta redes maiores com mais dispositivos.

Uma das principais vantagens do Modbus TCP é sua capacidade de usar o hardware Ethernet padrão, eliminando a necessidade de equipamentos de comunicação especializados. Isso não apenas reduz os custos de instalação, mas também permite que os dispositivos se comuniquem em distâncias mais longas e em velocidades mais altas. Além disso, o suporte da Ethernet para conexões simultâneas permite que o Modbus TCP lide com várias solicitações de clientes com eficiência, tornando-o ideal para aplicativos que requerem monitoramento ou controle em tempo real.

O Modbus TCP também melhora a escalabilidade e a interoperabilidade. Com o amplo suporte dos fabricantes de equipamentos industriais, ele integra perfeitamente dispositivos de diferentes fornecedores em uma única rede. Essa abordagem aberta e padronizada faz do Modbus TCP uma escolha preferida para a automação industrial, particularmente em sistemas onde a flexibilidade, a velocidade e a compatibilidade são críticas.

Guia passo a passo

Requisitos

  • Mitsubishi fx3s plc
  • Um módulo de comunicação RS-232 ou RS-485 (por exemplo, o FX3U-232ADP-MB ou FX3U-485ADP-MB com um adaptador FX3S-CNV-ADP)
  • GX Works2 (o software de programação usado para configurar o PLC e escrever a lógica da escada). Faça o download aqui com uma conta Mitsubishi.
  • Software de votação do Modbus ( um simulador mestre do Modbus para testar os resultados. Usamos o ModbusClientX no guia )
  • O cabo de comunicação apropriado para o módulo utilizado (RS-232 ou RS-485). Em nosso exemplo, usaremos a configuração RS-485.

Configuração do PLC em GX Works2

  • Configurações de comunicação:
    • Open GX Works2 e crie um novo projeto.
  • Vá para "Parâmetro" ⟶ "Configuração de comunicação" ⟶ "Porta serial 1 (ou 2)".
  • Defina os seguintes parâmetros:
    • Velocidade de transmissão: corresponda à taxa de transmissão do Modbus (por exemplo, 19200).
    • Comprimento dos dados: 8 bits
    • Paridade: Mesmo
    • Bit Stop: 1 bit
  • Lógica da escada:

Para configurar o PLC como um servidor Modbus TCP, você precisará escrever lógica de escada para mapear os registros do Modbus nos registros de dados internos do PLC (D Registros):

Explicação do exemplo mostrado na figura:

  1. M8411:

M8411 Ativa as configurações de comunicação do Modbus para o canal 1.

  1. H1097 (parâmetros de comunicação):

Escrever H1097 em D8400 define os parâmetros de comunicação:

  • Dados de 8 bits
  • Até paridade
  • 1 parada
  • 19200 bps
  • Modo de comunicação RS485
  1. D8400 (Registre -se para configurações de comunicação):
  • Este é o registro designado em que os parâmetros de comunicação (por exemplo, H1097) são gravados.
  1. D8401 (Configuração do modo de protocolo):  

Escrever H11 em D8401 define o protocolo de comunicação do PLC para o modo escravo Modbus RTU, permitindo que ele atue como escravo na comunicação Modbus.

  1. D8411 (parâmetros de tempo):
  • Escrever K10 a D8411 configura parâmetros de tempo para a comunicação Modbus.
  1. D8414 (endereço escravo):
  • Escrever H1 em D8414 define o endereço do escravo Modbus do PLC como 1.

Depois de configurar a lógica da escada, crie o programa Pressionando F4 (Windows).

  • Finalmente, vá para on -line ⟶ Escreva para PLC ⟶ Parâmetro+Programa ⟶ Execute. O programa será escrito para o PLC. 

Agora, seu PLC está atuando como um servidor Modbus (ou escravo) e está pronto para ser pesquisado de um cliente.

Testando o PLC com ModbusClientX

Agora, testaremos a configuração do PLC usando nosso computador como um cliente Modbus com o software ModbusClientX.

1. Instale e abra o ModbusClientX

  • Faça o download do ModbusClientX deste link e instale -o.
  • Abra o ModBusClientX.

2. Conectando

  • Crie uma nova conexão.
  • Selecione "RTU" como o modo Modbus.
  • Escolha a porta COM correta.
  • Defina as configurações de comunicação para corresponder à PLC (taxa de transmissão, paridade, etc.).
  • Clique em "Conectar".

3. Leia os dados do PLC

  • Defina o "ID do escravo" para corresponder ao número da estação do PLC.
  • Clique em "Leia" do endereço 0 a 9.
  • Os valores atuais armazenados nos registros M e D do PLC devem agora ser exibidos.
  • Quaisquer dados armazenados a partir de sensores ou dispositivos de campo nesses registros agora estarão acessíveis ao dispositivo mestre.

4. Verifique a comunicação

Agora, vamos dar um passo adiante para verificar se as alterações nos registros do Modbus são refletidas corretamente no dispositivo mestre.

  • Modifique a lógica da escada do PLC para escrever um valor nos registros M ou D.
    • Por exemplo, adicione uma linha para usar o M8001 para escrever o número 10 constante no registro da memória D0.
  • Crie e escreva o programa para o PLC.
  • Use o modo de monitor para verificar se os valores estão escritos corretamente no PLC.

Agora você deve ver os valores esperados exibidos.

5. Verifique o ModbusClientX para obter valores atualizados

  • Abra o ModBusClientX. O valor no endereço 0 agora deve exibir 10.
  • Modifique outros valores de registro no PLC e monitore as alterações no ModbusClientX.
  • Você também pode usar o dispositivo mestre para escrever valores nos registros do PLC:
    • Clique duas vezes em qualquer registro de retenção no ModbusClientX.
    • Digite um valor (por exemplo, escreva 20 para registrar D1).
    • Clique em "Escreva para o dispositivo" para enviar o valor para o PLC.

6. Confirme mudanças no PLC

  • No GX Works2, vá para on -line → Monitor → Buffer de dispositivo/lote de memória.
  • No campo Nome do dispositivo, digite D0 e pressione Enter.
  • Uma tabela deve aparecer, mostrando que D0 e D1 refletem os valores escritos no ModbusClientX.

Nesse ponto, o PLC está se comunicando com sucesso como um servidor TCP Modbus, e o dispositivo mestre pode ler e gravar valores de registro em tempo real.

Use IoT Gateway como cliente Modbus

Na automação industrial, os dados de pesquisa de um servidor Modbus são apenas o começo. Freqüentemente, é necessário visualizar esses dados de locais remotos para monitoramento e análise. É aqui que um gateway IoT entra em jogo. Com seu suporte interno para a comunicação Modbus e MQTT, o gateway pode substituir o cliente simulado usado anteriormente no guia. Ao configurar o gateway IoT como um cliente Modbus, ele pode pesquisar dados diretamente do Mitsubishi PLC e transmiti -los perfeitamente para plataformas em nuvem ou sistemas remotos para visualização e processamento adicional.

Vamos fazer esse passo a passo.

  • Vá para a página de login do gatewayTeltonika. Por padrão, é 192.168.1.1, ou consulte o manual do seu gatewaypara credenciais.
  • Depois de fazer login, você verá uma janela como a abaixo. Navegue até a opção "Modbus" no menu "Serviços".
  • Verifique se a opção Modbus TCP Slave está desativada. Isso ocorre porque vamos usar o gateway como mestre/cliente e o PLC como escravo/servidor.
  • Vá para a guia "Modbus Serial Master" e depois na guia "RS485". Aqui, adicionaremos o PLC como um dispositivo escravo. Adicione as configurações de escravo, como foram definidas anteriormente.
  • Clique em "Adicionar". Em seguida, edite os parâmetros do dispositivo escravo. Configure o dispositivo escravo da seguinte maneira (você deve inserir os parâmetros de acordo com as configurações do seu projeto):
  • Role para baixo até a seção "Configuração de solicitação". Clique em "Adicionar" para adicionar detalhes dos registros do PLC a serem pesquisados. 

Nome : Dê um nome significativo para os dados que você deseja ler.

Tipo de dados : escolha um tipo de dados apropriado no menu suspenso.

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 : mantenha -o verificado para pesquisar dados continuamente.

Agora clique em "Teste". Se a configuração for boa, você verá o valor do registro do PLC aparecer na parte inferior. Aqui ele mostra o valor "10" que foi armazenado no primeiro registro do nosso PLC.

  • 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 a diferença entre o Modbus RTU e o Modbus TCP?

O Modbus RTU usa comunicação serial (por exemplo, RS-232 ou RS-485) para transmitir dados em um formato binário compacto, tornando-o eficiente para redes menores com dispositivos limitados. No entanto, requer conexões de ponto a ponto ou de cadeia, o que pode limitar a escalabilidade.

O Modbus TCP, por outro lado, opera em redes Ethernet usando o Protocolo de Controle de Transmissão (TCP). Ele permite uma comunicação mais rápida, suporta várias conexões simultâneas e se integra facilmente à infraestrutura moderna de TI. Isso torna o Modbus TCP mais adequado para sistemas maiores e distribuídos que requerem troca de dados e flexibilidade de alta velocidade.

Mitsubishi faz plcs?

Sim, a Mitsubishi Electric é líder mundial no espaço programável dos controladores lógicos (PLCS). A linha do PLC inclui uma ampla gama de modelos, como a série Melsec IQ-R, IQ-F, Q, L e F, projetada para atender às necessidades de sistemas independentes de pequena escala, bem como complexos, em larga escala em larga escala Automação industrial. Os PLCs Mitsubishi são conhecidos por sua confiabilidade, escalabilidade e compatibilidade com protocolos como o Modbus TCP, oferecendo desempenho em vários industies.

Quantos tipos de plcs de Mitsubishi existem?

A Mitsubishi oferece vários tipos de PLCs, cada um adaptado a diferentes necessidades de automação. A série principal inclui o Melsec IQ-R (sua nova linha principal) para sistemas de médio a larga escala com recursos avançados, o Melsec IQ-F para aplicações em pequena escala e independente, o Melsec-Q para alta velocidade, grande -Scale Automation, o Melsec-L para controle compacto, porém versátil, e o Melsec-F (série FX) para soluções simples e escaláveis ​​em operações em pequena escala. Cada série foi projetada para atender às demandas industriais específicas, oferecendo flexibilidade, desempenho e confiabilidade.

Qual linguagem de programação os Mitsubishi PLCs usam?

Os PLCs Mitsubishi são programados usando a lógica da escada, uma linguagem de programação gráfica amplamente usada na automação industrial. Eles são compatíveis com ambientes de programação como GX Works2 e GX Works3, que suportam a lógica da escada junto com outras linguagens padrão IEC 61131-3, como texto estruturado (ST) e diagramas de blocos de função (FBD). Essas opções fornecem flexibilidade para abordagens de programação tradicional e moderna, dependendo do aplicativo.

Qual software o Mitsubishi Electric PLCS usa?

Os PLCs Mitsubishi são programados e configurados usando software como GX Works2 e GX Works3 , ambos parte do conjunto de engenharia de Works de QI. O GX Works2 é comumente usado para o Legacy PLCS, enquanto o GX Works3 oferece uma interface moderna e recursos avançados para modelos mais novos, como a série Melsec IQ-R e IQ-F. Essas ferramentas suportam lógica de escada, texto estruturado, programação estruturada e programação de blocos de funções, fornecendo flexibilidade para uma ampla gama de aplicações industriais.

O que é GX Works2?

O GX Works2 é um software de programação desenvolvido pela Mitsubishi Electric para configurar e programar seus PLCs. Ele suporta várias linguagens de programação, incluindo lógica de escada, texto estruturado e diagramas de blocos de funções, tornando -o versátil para tarefas de automação industrial. Tendo chegado após o desenvolvedor da GX, ele foi projetado principalmente para plcs mais antigos e legados, como a série Melsec-Q e Melsec-F, oferece ferramentas para criar, depurar e manter programas de controle. O GX Works2 é uma solução confiável para engenheiros que trabalham com a robusta linha de controladores lógicos programáveis ​​da Mitsubishi.

O Modbus TCP é compatível com dispositivos de terceiros e sistemas SCADA ?

Sim, o Modbus TCP é amplamente compatível com dispositivos de terceiros e sistemas SCADA . Como um protocolo aberto e padronizado, permite integração perfeita em diferentes fabricantes e plataformas. Isso o torna ideal para conectar sistemas de PLCs, sensores, HMIs e SCADA em automação industrial. Seu uso de redes Ethernet garante flexibilidade e escalabilidade, tornando o Modbus TCP uma escolha confiável para sistemas diversos e interconectados.

Quais são as melhores práticas para escrever lógica de escada para mapear os registros Modbus?

Ao escrever a lógica da escada para mapear os registros do Modbus, comece identificando claramente os de dados do PLC (por exemplo, D registros) que correspondem aos endereços Modbus necessários. Use convenções de nomeação consistente e organizada para facilitar a leitura e a solução de problemas. Sempre habilite as configurações de comunicação do Modbus (por exemplo, M8411 para Mitsubishi PLCs) e configure cuidadosamente os parâmetros de comunicação para corresponder às configurações do cliente, incluindo taxa de transmissão, paridade e endereço de escravo.

Mantenha a lógica simples e modular, mapeando apenas os dados necessários para evitar complexidade desnecessária. Adicione comentários para esclarecer o objetivo de cada rung e testar seu programa usando o software de pesquisa do Modbus para garantir a funcionalidade adequada. Essas práticas ajudarão a manter uma configuração eficiente e confiável.

Quais são os principais recursos da série Mitsubishi PLC FX?

A série Mitsubishi Plc FX é conhecida por seu design compacto, processamento de alta velocidade e versatilidade. Ele inclui recursos internos como E/S analógica, comunicação Ethernet, controle de posicionamento e contadores de alta velocidade, tornando-o adequado para uma ampla gama de aplicações. Desde que a Mitsubishi Electric o lançou, a série FX tem sido um padrão na classe Compact Controllers, graças a, entre outras coisas, sua suposição de expansão perfeita por meio de módulos adicionais para controle analógico, comunicação e sensor. Sua facilidade de programação e desempenho robusto o tornam uma escolha confiável para sistemas de automação em pequena escala.

Por que a série Mitsubishi FX é considerada controladores compactos de baixo custo?

Os PLCs da série Mitsubishi FX são projetados com acessibilidade e eficiência em mente, oferecendo recursos essenciais de automação sem complexidade desnecessária. Seu tamanho compacto oferece muitas vantagens, reduzindo os requisitos de espaço de instalação, enquanto funções internas como E/S de alta velocidade, entradas analógicas e portas de comunicação eliminam a necessidade de módulos adicionais em muitas aplicações. Esse design tudo em um minimiza os custos de hardware, tornando-os uma escolha econômica para sistemas de automação em pequena escala ou independente, razões que explicam como a Mitsubishi tem milhões de instalações de controlador compacto em seu crédito.