CP FBs - Elipse SCADA (Modbus RS-232)

1    Descrição da Aplicação

Este documento descreve a utilização do CP Duo com o supervisório Elipse Scada através do protocolo MODBUS utilizando o canal RS232 dos equipamentos.

O objetivo principal é orientar a configuração do supervisório para a comunicação com os CPs da Série Duo.

Para o entendimento total do funcionamento dos equipamentos é recomendado que os manuais dos produtos sejam consultados. A mesma recomendação aplica-se caso seja necessário modificar a arquitetura proposta como exemplo.

Neste documento, adota-se uma arquitetura de referência, do tipo ponto-a-ponto com um mestre e um escravo. Esta arquitetura não é fixa, mas apenas um exemplo para o desenvolvimento de uma aplicação.


2    Definição da Arquitetura de Referência


Segue a lista de equipamentos e softwares necessários para instalar e configurar o tutorial:

• Supervisório – Elipse Scada

• Driver MODBUS – Driver fornecido pela Elipse Software

• CP – Duo DU350

• Software de Programação do CP – MasterTool IEC

• Cabo de Programação do CP – AL-1715 


3    Criação do projeto no Supervisório

3.1    Criando um projeto novo

- Abrir o software Elipse Scada.

- Ir ao menu Arquivo -> Nova Aplicação


- Selecionar o diretório onde será salva a aplicação e clique em Salvar. 



3.2    Configurando o driver MODBUS

- Para configurar o driver vá ao menu: Arquivo -> Organizer ou clique no ícone:

- Será aberta a janela Organizer. Nesta janela clicar sobre o ícone Drivers.

- Após clicar no botão Novo conforme imagem abaixo:


- Localizar a pasta onde está o driver MODBUS fornecido pela Elipse (.DLL) e clicar em Abrir.


- Configurar o driver adicionado. Selecionar a opção Driver1 e clique em Extras...


- A seguinte tela será aberta:


- Nesta janela devem ser realizadas as configurações do driver conforme descrito abaixo.

- Na aba MODBUS configurar as funções que serão acessadas.

- Para este tutorial serão usadas três funções:

Funcão 01: Comandos 03 e 16 – Leitura e escrita de Word (Holding Register)

Função 02: Comandos 02 e 15 – Leitura de Bit (Input)

Função 03: Comandos 01 e 15 – Escrita de Bit (Coil)

- Nesta janela também deve ser configurado o modo de comunicação RTU Mode e endereço do escravo (se for apenas um equipamento).

- No campo Data is Address Model Offset selecionar a opção conforme imagem acima. Desta maneira os endereços irão começar a partir do endereço 1. Exemplo: 00001 (Coil), 10001 (Input), 30001 (Input Register) e 40001 (Holding Register). 

- Na aba Setup selecionar o meio físico que será usado para esta comunicação. No tutorial é utilizado Serial.


- Clique em OK. 

- Na aba Serial configurar os parâmetros de comunicação conforme os parâmetros do CP.


- Clique em OK. 


3.3    Criando Tags de comunicação

- Para criar os objetos no Elipse Scada clicar no ícone Tags e em seguida selecionar Novo Tag conforme imagem abaixo: 


- Ao clicar no botão Novo Tag. A janela Criar um novo tag será apresentada.

- No campo Nome do tag colocar um nome.

- No campo Tipo de tag selecionar o tipo de tag desejado.

- Para uma comunicação otimizada sugere-se a comunicação em blocos, por este motivo será utilizado o Tag Bloco PLC.


- Clicar em OK.

- Será aberta a janela para definir o tamanho do bloco. Definir o tamanho e clicar em OK.


- No tutorial foram criados 3 blocos de tags divididos da seguinte maneira:

Bloco 1 -> 10 variáveis para leituras de Words.

Bloco 2 -> 5 variáveis para leitura das entradas digitais.

Bloco 3 -> 5 variáveis para acionamento das saídas digitais. 


3.3.1    Configuração para leitura/ escrita de Words:

- Para leitura e escrita de Words devemos configurar os parâmetros do driver. Onde:

B1: Endereço do Escravo. Endereço que o CP irá assumir na rede MODBUS.

B2: Número da Função a ser utilizada. (Configurada no inicio da aplicação)

B3: Não utilizado.

B4: Endereço inicial do operando. Endereço da variável MODBUS que será acessada.


- No tutorial foram utilizados os seguintes parâmetros:

- B1: Endereço 2.

- B2: Função 01.

- B3: Não utilizado.

- B4: Endereço MODBUS 1.

**Como a função está referenciada para comando de Holding Register, fica sub entendido que o endereço 1 equivale a 40001. 


3.3.2    Configuração para leitura das entradas digitais:

- Para leitura das entradas digitais devemos configurar os parâmetros do driver. Onde:

B1: Endereço do Escravo. Endereço que o CP irá assumir na rede MODBUS.

B2: Número da Função a ser utilizada. (Configurada no inicio da configuração)

B3: Não utilizado.

B4: Endereço inicial do operando. Endereço da variável MODBUS que será acessada.


- No tutorial foram utilizados os seguintes parâmetros:

- B1: Endereço 2.

- B2: Função 02.

- B3: Não utilizado.

- B4: Endereço MODBUS 1.

**Como a função está referenciada para comando de Input, entende-se que o endereço 1 equivale a 10001. 


3.3.3    Configuração para acionar as saídas digitais:

- Para acionar as saídas digitais devemos configurar os parâmetros do driver. Onde:

• B1: Endereço do Escravo. Endereço que o CP irá assumir na rede MODBUS.

• B2: Número da Função a ser utilizada. (Configurada no inicio da configuração)

• B3: Não utilizado.

• B4: Endereço inicial do operando. Endereço da variável MODBUS que será acessada.


- No tutorial foram utilizados os seguintes parâmetros:

- B1: Endereço 2.

- B2: Função 03.

- B3: Não utilizado.

- B4: Endereço MODBUS 1.

**Como a função está referenciada para comando de Coil, entende-se que o endereço 1 equivale a 00001. 


3.4    Criação das telas

- Para criação das telas abra o Organizer e selecione a opção Telas -> Tela1.

- Nesta janela são criadas as telas do Elipse. Para abrir a área de edição clique no botão Ir Para.


- A área de edição será apresentada. Nesta área podem ser inseridos os objetos conforme descritos abaixo:

 


3.4.1    Inserir um Setpoint

- Este objeto serve para inserir valores nas memórias.

- Para inserir este objeto clique no ícone abaixo destacado em vermelho:


- Selecionar a área onde será inserido o objeto, ou seja, desenhar o retângulo no tamanho desejado.

- Clicando duas vezes em cima do objeto suas propriedades serão apresentadas.

- Na aba Tags selecionar no campo Objetos o tag que será mostrado no objeto.

- Clique em Adicionar para incluir. O tag deve ser inserido no campo Tags selecionados.


- Clique em Fechar. 


3.4.2    Inserir um botão (DO):

- Este objeto serve para ligar/desligar uma saída digital.

- Para inserir este objeto clique no ícone abaixo destacado em vermelho:


- Selecionar a área onde será inserido o objeto, ou seja, desenhar o quadrado no tamanho desejado.

- Clicando duas vezes em cima do objeto suas propriedades serão apresentadas.

- Na aba Geral selecionar o tipo de botão Liga/Desliga.

 

- Na aba Tags selecionar no campo Objetos o tag que será controlado pelo botão.

- Clique em Adicionar para incluir. O tag deve ser inserido no campo Tags selecionados.


- Clique em Fechar


3.4.3    Inserir um botão (DI):

- Para monitorar uma entrada digital pode-se utilizar o mesmo objeto anterior (Botão).

- Realizar a mesma configuração, porém selecionar o tag de entrada digital.


- Para o objeto trocar de cor selecionar na aba Mensagens a cor para mensagem em 0 e em 1.

 

- Ao final deste processo a tela deve ficar semelhante a imagem abaixo:

 


4    Criação do Projeto no CP

4.1    Criando um projeto novo

- Abrir o software MasterTool IEC.

- Para iniciar um novo projeto, recomenda-se a utilização do modelo, pois o mesmo já vem com as configurações padrões realizadas, (teclado, visor...).

- Ir ao menu: Arquivo -> Novo a partir do modelo.


- Selecionar a opção Modelo_DU350_DU351.


- Clique em Abrir. 

- A tela principal será apresentada. Clicar na aba POU localizada na parte inferior do software:



4.2    Criando uma POU

- Uma POU (Program Organization Unit) pode ser um programa, uma função ou um bloco funcional. Para inserir uma POU clique com o botão direto do mouse sobre a pasta POU e selecione a opção Acrescentar objeto. 


- A janela Nova POU será aberta. Onde em:

• Tipo da POU: Selecionar qual a tipo desejado. No tutorial foi utilizada a opção Programa.

• Nome da nova POU: Nome para a identificação da POU. No tutorial foi utilizado o nome padrão PLC_PRG

• Linguagem: Selecionar a linguagem na qual se deseja criar a POU. No tutorial será utilizada a linguagem ladder (LD).


- Clique em OK.

- A tela de edição do programa será aberta.

- Para que o programa seja válido é necessário que exista, pelo menos uma instrução. No tutorial será inserido apenas um contato aberto.


- Quando selecionamos a instrução contato aberto à mesma é inserida no software. Por padrão a instrução não possui nome e será apresentada com o símbolo: ???.


- Colocar um identificador para o contato e pressionar a tecla . A seguinte janela será aberta. 


- Onde:

Classe: Classe a qual pertence o objeto. Ex: Variável de entrada = VAR_INPUT

Nome: Nome para identificação do objeto.

Tipo: Tipo do objeto. Ex: Booleano, Inteiro, Word...

Valor inicial: Valor que ao iniciar o projeto a variável irá assumir. Caso não seja colocado um valor o mesmo irá assumir seu padrão = 0.

Endereço: Endereço físico do CP. Ex: %IX0.0 = endereço da entrada digital zero.

Comentário: Descrição opcional sobre a instrução.

- Realizada a configuração, clicar em OK.

- O nome inserido será atribuído ao contato colocado e sua declaração inserida no projeto conforme figuras abaixo:

 


4.3    Configurando as tarefas

- Com o projeto estruturado, devem-se configurar as tarefas que o CP irá executar.

- As tarefas podem ser executadas por ciclo de tempo ou por eventos (trigger).

- Ir à aba Recursos localizada na parte inferior do software e selecionar a opção Configuração de tarefas.


- Selecionar a opção PRINCIPAL e configurar os atributos da tarefa.


- No tutorial foi atribuído que a função será do tipo Cíclico e o intervalo de tempo que será executada será a cada 100ms.


4.4    Configurando o canal de comunicação COM1 RS232

4.4.1    Configurando os parâmetros de comunicação.

- Para configurar o canal de comunicação COM1 vá à aba Recursos -> Configuração do CP.

- Expandir a opção Comunicação e clicar em COM1[FIX]. Será aberta a janela Configurações Gerais.


- Nesta janela são configurados os parâmetros de comunicação como Baud Rate, Paridade, Stop Bits.

- Configure conforme desejado. Lembramos que estes parâmetros devem ser configurados de maneira idêntica no supervisório.


4.4.2    Selecionando o protocolo de comunicação

- Por padrão o protocolo a ser utilizado pela COM1 vem como "MToolIEC". Para selecionar um protocolo clique com o botão direito do mouse sobre MToolIEC[SLOT] e selecione a opção MODBUS Escravo, conforme figura abaixo:


- A opção MODBUS Escravo[SLOT] é incluída. 


4.4.3    Relações MODBUS Escravo

- A Relação MODBUS é uma equivalência entre variáveis do CP e variáveis do protocolo MODBUS.

- Ao contrário da configuração MODBUS Mestre onde as relações devem ser configuradas conforme desejado, a configuração MODBUS Escravo já possui suas relações MODBUS definidas.


- Devemos apenas configurar o campo Endereço que é o endereço que o Duo irá assumir na rede MODBUS.

- As variáveis disponíveis e seus respectivos endereços MODBUS são:


- Utilizar as variáveis MODBUS conforme desejado. Lembrando que:

Coil: Escrita e Leitura de bit. Endereço 1 equivale a 00001.

Input: Leitura de bit. Endereço 1 equivale a 10001.

Input Register: Leitura de Word (Variável de 16 bits). Endereço 1 equivale a 30001.

Holding Register: Escrita e Leitura de Word (Variável de 16 bits). Endereço 1 equivale a 40001. 


4.5    Carregando o projeto no CP

4.5.1    Compilando o projeto

- Antes de realizar a transferência dos arquivos é necessário compilar o projeto.

- Para compilar o projeto vá ao menu: Projeto -> Compilar, ou pressione tecla F11 do teclado do computador.


- Nenhuma mensagem de erro deve ser apresentada, indicando que o projeto está correto.

- Caso ocorram erros verificar os códigos e consultar no Help do software de programação as possíveis causas. 


4.5.2    Configurando o método de transmissão do projeto

- Antes de realizar a transferência dos arquivos é necessário configurar a porta de comunicação do CP.

- Ir ao menu: Comunicação -> Parâmetros de comunicação...

- A janela abaixo será apresentada:


- Selecionar a opção ‘localhost’ via Tcp/Ip e clicar no botão Gateway....

- Será apresentada a janela abaixo:

 

- Alterar o campo Communication Parameters: Gateway para a opção local, conforme figura abaixo:


- Clique em OK.

- A janela deve ficar com os parâmetros conforme os da figura abaixo:


- Clique em OK.

- Caso seja necessário trocar a porta COM que será utilizado para transmitir o projeto voltar ao menu: Comunicação -> Parâmetros de comunicação...

- Clicar duas vezes sobre o nome da COM (Coluna Value) até ficar destacado. Alterar a COM utilizando as setas do teclado para cima e para baixo.

- Clicar em Update e em OK. 


4.5.3    Enviando o projeto

- Para enviar o projeto desligue o CP e conecte o cabo AL-1715 na porta COM1 (RS232) do Duo e a outra extremidade na porta serial do computador.

- Energizar o CP.

- Ir ao menu: Comunicação -> Login.

- Uma mensagem informando que o projeto foi modificado e se é desejado realizar o download será apresentada. Clicar em Sim.


- O projeto será enviado. Ao final da transmissão a tela será fechada. Caso ocorra algum erro uma mensagem será mostrada.


4.5.4    Colocando o CP em Run

- Com o projeto carregado no CP é necessário dar o comando para executar a aplicação, ou seja, o CP deve estar em modo Run.

- Para colocar o CP em Run ir ao menu: Comunicação -> Run, ou pressione a tecla F5 do teclado do computador.

- A aplicação estará rodando, sendo permitido através do software de programação, monitorar e forçar valores no CP.


5    Conectando os equipamentos

- Conectar a porta serial do computador a porta COM1 (RS232) do Duo através do cão AL-1715.

- Ligar os equipamentos. Verificar se o Duo está em modo RUN.

- Abrir o Elipse Scada e rodar a aplicação. A comunicação deve iniciar sem problemas.

- Seguindo o tutorial será possível ler e escrever na Word %MW0, acionar a saída digital %QX0.0 e ler a entrada digital %IX0.0. 


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