Control Lógico Avanzado

Comunicación RS232 y RS485 para PLC

Víctor Martínez Delgadillo

Índice

Comunicación RS232 y RS485 Configuración de puesto de comunicación Configuración del puerto Velocidad de transferencia Configurar los parámetros de transmisión Configurar los parámetros de recepción Parámetros de inicio del mensaje Parámetros de fin del mensaje Indicación de la longitud del mensaje dentro del mensaje Tipos de comunicación

RS-232 Especificaciones mecánicas Tipo de alambrado Especificaciones funcionales Descripción de pines

RS-485 Modulo de Comunicación Especificaciones funcionales Descripción de pines

Comunicación RS232 y RS485

RS485 y CM 1241 RS232. Es posible conectar como máximotres CMs (de cualquier tipo). El CM se monta a la izquierda de la CPU o de otro CM.

Los módulos de comunicación RS232 y RS485 tienen las características siguientes: Puerto aislado galvánicamente Soporte de protocolos punto a punto Configuración y programación mediante instrucciones avanzadas y

funciones de librería Visualización de la actividad de transmisión y recepción mediante

LEDs LED de diagnóstico Alimentación eléctrica suministrada por la CPU. No necesita

conexión a una fuente de alimentación externa.

Configurar los puertos de comunicación

Los módulos de comunicación pueden configurarse de dos maneras: Utilizando la configuración de dispositivos en STEP 7 Basic para

configurar los parámetros de puerto (velocidad de transferencia y paridad), así como los de transmisión y recepción. Los ajustes de la configuración de dispositivos se guardan permanentemente en la CPU. Estos ajustes se aplican tras desconectar y conectar la alimentación y una transición de RUN a STOP.

Utilice las instrucciones PORT_CFG, SEND_CFG y RCV_CFG para configurar los parámetros. La configuración del puerto ajustada mediante las instrucciones es válida mientras la CPU esté en modo RUN. La configuración del puerto se inicializa con los valores predeterminados de la configuración del dispositivo tras cambiar a STOP o desconectar y volver a conectar la alimentación.

Tras configurar los dispositivos de hardware es preciso ajustar los parámetros de las interfaces de comunicación seleccionando uno de los CMs del rack.

Configuración del Puerto

Los parámetros del CM seleccionado se visualizan en la ficha "Propiedades" de la ventana de inspección.

Seleccione "Configuración del puerto" para editar los parámetros siguientes: Velocidad de transferencia Paridad Bits de parada Control de flujo (sólo RS232) Tiempo de espera

A excepción del control de flujo, los parámetros de configuración del puerto son iguales, indistintamente de si se desea configurar un módulo de comunicación RS232 o RS485. Los valores de los parámetros pueden diferir.

Velocidad de transferencia:

300 baudios

2,4 Kbits 19,2 Kbits 76,8 Kbits

600 baudios 4,8 Kbits 28,4 Kbits 115,2 Kbits

1,2 Kbits 9,6 Kbits 57,6 Kbits

El valor predeterminado para la velocidad de transferencia es 9,6 Kbits/s. Los ajustes posibles son:

Los ajustes posibles son: Sin paridad Paridad par Paridad impar Paridad Mark (poner bit de paridad a 1) Paridad Space (poner bit de paridad a 0)

Bits de parada: Es posible ajustar uno o dos bits de parada. El ajuste predeterminado es uno.

Control de flujo: Para el módulo de comunicación RS232 puede seleccionarse el control de flujo por hardware o software de la manera descrita en el apartado "Gestionar el control de flujo ". Si se selecciona el control de flujo por hardware, es posible indicar si la señal RTS debe estar siempre ON o si debe conmutarse. Si se selecciona el control de flujo por software, es posible definir los caracteres ASCII para los caracteres XON y XOFF.

El módulo de comunicación RS485 no soporta el control de flujo.

Tiempo de espera: El tiempo de espera especifica el periodo que el módulo de comunicación espera hasta recibir CTS tras confirmar RTS, o bien hasta recibir un XON tras recibir un XOFF, dependiendo del tipo de control de flujo. Si el tiempo de espera transcurre antes de que el módulo de comunicación reciba un CTS o XON esperado, el módulo de comunicación cancelará la operación de transmisión y devolverá un error al programa de usuario. El tiempo de espera se indica en milisegundos. El rango válido está comprendido entre 0 y 65535 milisegundos.

Configurar los parámetros de transmisión

Durante la configuración del CM se ajusta cómo una interfaz de comunicación debe transmitir datos, definiendo la propiedad "Configuración de la transferencia de mensajes" para el CM seleccionado.Los parámetros de transmisión de mensajes también se pueden configurar o modificar dinámicamente desde el programa de usuario utilizando la instrucción SEND_CFG

Parámetro Definición

Retardo RTS ON

Determina el tiempo que debe esperarse tras activar RTS antes de iniciar la transmisión. El rango está comprendido entre 0 y 65535 ms (el valor prederminado es 0). Este parámetro sólo es válido si en la configuración del puerto se ha definido el control de flujo por hardware.CTS se evalúa una vez transcurrido el retardo RTS ON.Este parámetro es aplicable únicamente a los módulos RS232.

Retardo RTS OFF

Determina el tiempo que debe esperarse antes de desactivar RTS tras finalizar la transmisión. El rango está comprendido entre 0 y 65535 ms (el valor prederminado es 0). Este parámetro sólo es válido si en la configuración del puerto se ha definido el control de flujo porhardware.Este parámetro es aplicable únicamente a los módulos RS232.

Enviar pausa al iniciodel mensajeNúmero de bit times enuna pausa

Determina que, al inicio de cada mensaje, se enviará una pausa una vez transcurrido el tiempo de retardo RTS ON (si se ha configurado) y si CTS está activo.Es preciso indicar cuántos tiempos de bit ("bit times") constituyen una pausa cuando la línea se mantiene en una condición "Space". El ajuste predeterminado es 12 y el valor máximo es 65535, hasta un límite de ocho segundos.

Enviar Idle Line tras la pausaIdle Line tras pausa

Determina que se enviará una "idle line" tras una pausa al inicio del mensaje. El parámetro "Idle Line tras pausa" indica cuántos tiempos de bit constituyen una "idle line" cuando la línea se mantiene en una condición "Mark". El ajuste predeterminado es 12 y el valor máximo es 65535, hasta un límite de ocho segundos.

Configurar los parámetros de recepción

En la configuración de dispositivos se determina cómo debe recibir datos una interfaz de comunicación, así como detectar el comienzo y fin de un mensaje.Estos parámetros se definen en la configuración de la recepción de mensajes para el CM seleccionado.Los parámetros de recepción de mensajes también se pueden configurar o modificar dinámicamente desde el programa de usuario utilizando la instrucción RCV_CFG

Parámetros de inicio del mensaje

Es posible determinar cómo el módulo de comunicación debe detectar el inicio de un mensaje. Los caracteres iníciales y los caracteres que contiene el mensaje se depositan en el búfer de recepción hasta que se cumpla una condición final configurada.

Es posible definir varias condiciones de inicio. Todas las condiciones de inicio deberán cumplirse antes de que se considere iniciado el mensaje. Por ejemplo, si se configura un tiempo de "idle line" y un carácter de inicio específico, el CM determinará primero si se cumple el requisito de tiempo de "idle line" y buscará luego el carácter de inicio indicado. Si Comunicación punto a punto (PtP)8.4 Configurar los parámetros de transmisión y recepción Controlador programable S7-1200 Manual de sistema, 11/2009, A5E02486683-02 255 se recibe algún otro carácter (que no sea el carácter de inicio indicado), el CM reiniciará la búsqueda del inicio del mensaje buscando nuevamente el tiempo de "idle line".El orden de comprobación de las condiciones de inicio es el siguiente:

Idle Line Line Break Caracteres o secuencias de caracteres

Si al comprobar varias condiciones de inicio no se cumple una de ellas, el CM reiniciará la comprobación con la primera condición requerida.

Parámetros de fin del mensaje

También es posible definir cómo la interfaz de comunicación debe detectar el fin de un mensaje. Es posible configurar varias condiciones de fin del mensaje. Si se cumple alguna de las condiciones configuradas, finalizará el mensaje.

Es posible especificar simultáneamente varias condiciones de fin. El mensaje finalizará cuando se cumpla alguna de las condiciones de fin. Por ejemplo, es posible especificar una condición de fin con un timeout de fin de mensaje de 300 milisegundos, un timeout entre caracteres de 40 tiempos de bit y una longitud máxima de 50 bytes. El mensaje terminará si la recepción tarda más de 300 milisegundos o si la distancia temporal entre dos caracteres es superior a 40 tiempos de bit o si se reciben 50 bytes.

Indicación de la longitud del mensaje dentro del mensaje

Si se selecciona la condición especial en la que la longitud del mensaje se incluye en el mensaje, es preciso indicar tres parámetros que definen la información acerca de la longitud del mensaje.La estructura real del mensaje varía según el protocolo utilizado. Los tres parámetros son los siguientes: n: Posición de carácter (en base 1) dentro del mensaje

que inicia el indicador de longitud Tamaño de longitud: Número de bytes (uno, dos o

cuatro) del indicador de longitud Longitud m: Número de caracteres posteriores al

indicador de longitud que no se incluyen en el contaje de longitud

Tipos de Comunicaciones:

Existen dos formas de intercambiar información binaria: la paralela y la serial.

La comunicación paralela transmite todos los bits de un dato de manera simultánea, por lo tanto la velocidad de transferencia es rápida, sin embargo tiene la desventaja de utilizar una gran cantidad de líneas, por lo tanto se vuelve mas costoso.

Tipos de Comunicaciones serial:

En la comunicación serial sincronía además de una línea sobre la cual se transmitirán los datos se necesita de una línea la cual contendrá los pulsos de reloj que indicaran cuando un datos es valido.

En la comunicación serial asíncrona, no son necesarios los pulsos de reloj. La duración de cada bit esta determinada por la velocidad con la cual se realiza la transferencia de datos.

RS-232.El puerto serial de las computadoras es conocido como puerto RS-232, la ventaja de este puerto es que todas las computadoras traen al menos un puerto serial, este permite la comunicaciones entre otros dispositivos tales como otra computadora, el mouse, impresora y para nuestro caso con los microcontroladores.

Especificaciones mecánicas.

El conector normalmente empleado en los interfaces RS-232 es un conector DB-25, aunque es normal encontrar la versión de 9 pines DB-9 de forma mas difundida. El estándar define que el conector hembra se situará en los DCE y el macho en el DTE. Aunque es fácil encontrar excepciones. También es frecuente que muchos interfaces sólo incorporen parte de los circuitos descritos en la especificación.

Tipos de alambrado

Especificaciones funcionales:

El RS-232C consiste en un conector tipo DB-25 de 25 pines, aunque es normal encontrar la versión de 9 pines DB-9, mas barato e incluso mas extendido para cierto tipo de periféricos (como el ratón serie del PC). En cualquier caso, los PCs no suelen emplear mas de 9 pines en el conector DB-25.

Cada pin puede ser de entrada o de salida, teniendo una función especifica cada uno de ellos. Las mas importantes son:

Especificaciones funcionales:

Descripción de los pines:

Las señales TXD, DTR y RTS son de salida, mientras que RXD, DSR, CTS y DCD son de entrada. La masa de referencia para todas las señales es SG (Tierra de Señal). Finalmente, existen otras señales como RI (Indicador de Llamada

).

TXD (Transmit Data): Es la línea de transmisión de datos serie al modem. El TXD no puede transmitir datos a menos que los siguientes circuitos hayan sido encendidos:

DTR DSR RTS (listo para enviar). CTS (listo para recibir). RXD (Receive Data): Es la línea de recepción de

datos serie desde el modem. RI (Ring Indicator): Es la línea que indica que el

modem ha detectado la señal de “llamada” ( se pone en uno ).

RTxC (Transmit/Receive Clock): Reloj común para transmisiones sincrónicas (solo existe en algunos PC’s).

RS-485El estándar RS-485 define un bus para la transmisión serie multipunto, donde, en un instante, puede haber un equipo transmitiendo y varios recibiendo. La comunicación es semiduplex, de forma un equipo puede enviar y recibir, pero no a la vez. El cableado básico consiste en un par de hilos de cobre trenzados sobre el que se transmite una señal diferencial para enviar los bits de datos, que es bastante inmune a las interferencias y admite largas distancias. Además del par trenzado para datos, pueden usarse líneas de 0V y 5V para alimentar dispositivos del bus. Los bits se transmiten mediante una trama asíncrona.

La figura describe como se debe realizar la conexión con RS-485 de tres PLC M340. Se usan las líneas de datos D0 y D1 y la de 0V. También se puede utilizar la de chasís (earth), que se conecta a la malla de blindaje del cable. En los extremos del cable trenzado del bus RS-485 se requiere unas resistencias terminales Rt de 120Ω, que se pueden conectar en serie con una capacidad de 1nF. Los PLC M-340 no incluyen internamente las resistencias terminales, por lo que esos componentes hay que colocarlos en el cable. La capacidad hace que la resistencia solo tenga efecto con señales de frecuencias altas, esto es, cuando se transmiten datos. Las resistencias Rp, que se encargan de aplicar la tensión de polarización del bus, las pone el PLC configurado como maestro, por lo que no es necesario cablearlas externamente. Finalmente, se puede mejorar la conexión con unas resistencias Rg entre la línea de 0V y los equipos para limitar las corrientes de retorno al común.

Modulo de Comunicación

Especificaciones funcionales

Descripción de pines