1. Red Profinet Multimaestro
En una red multimaestro cada controlador de nivel inferior es un dispositivo Profinet-IO de un maestro superior. A su vez, este controlador de nivel inferior también es un controlador Profinet-IO con sus propios dispositivos Profinet-IO. A continuación se describe una aplicación utilizando como elementos de control dos autómatas maestros de profinet ILC-330PN, un dispositivo Profinet-IO FL IL BK-PN-PAC de Phoenix-Contact. Como dispositivo de comunicaciones se utilizará el switch FL SWITCH SMCS 8GT.

La Figura 1 ilustra la topología a implementar y direcciones IP asignadas.

2. Maestro de Menor Nivel
En la pestaña “configuraciones IP” del maestro (ILC 330 PN, Figura 2 ), es necesario actualizar el Nombre, la Dirección MAC, la Dirección IP y la Máscara de subred del PLC maestro de menor nivel.

Para el Maestro Profinet de menor nivel es necesario activar el servicio de “IO Device” para que pueda ser tratado como dispositivo Profinet-IO por el maestro de mayor nivel. Este servicio permite a dispositivos maestros crear tablas de E/S para intercambiar información en la red Profinet. En la pestaña “Configuraciones Ampliadas”, en el apartado “Estado de Dispositivo IO” seleccionando “Conectado” en el menú desplegable de “Configuraciones”, pulsando en enviar y seleccionando el PLC de interés es posible activar el servicio. Esto se ilustra en la Figura 3.

Si el servicio IO Device es correcto, se muestra en pantalla “servicio ejecutado correctamente” y en el apartado “Configuraciones” se muestra como dispositivo conectado. La Figura 4 ilustra esto.

En el apartado “Ethernet” de la pestaña “Configuraciones ampliadas” (Figura 5) es necesario activar la configuración de la red mediante “Restablecer control” para aplicar cambios a la red y permitir que el Maestro Profinet de menor nivel pueda ser visto como un dispositivo IO Device (esclavo) por otros maestros presentes en la red.

En la ventana “Configuraciones Ampliadas” apartado “Profinet Device”, es posible configurar el tamaño de las tablas de entrada y salida para el intercambio de datos con otros PLCs en modo Profinet, con esta opción puede optimizarse el flujo de datos en la red de acuerdo a la necesidad de transmisión, los tamaños de tabla disponible en el autómata ILC-330PN son de 512, 256, 128, 64, 32 bytes, tal como se ilustra en la Figura 6.

La Pestaña “Comunicaciones” permite probar la comunicación con el autómata, si los parámetros son correctos se mostrará en la pantalla (Figura 7) el mensaje “Tipo de host ILC-330 PN en color verde”.

Después de activar el servicio BootP en PcWorx puede leerse el bus para agregar los módulos conectados al autómata. La activación del servidor BootP se ilustra en la Figura 8.

Activado el servidor BootP, en la opción “Ver”- “Bus conectado” del menú principal es posible agregar los módulos instalados en el autómata (Figura 9).

Seleccionando “Entrando PROFINET por lectura” en el menú contextual de Profinet del árbol
de Proyecto (Figura 10), aparece el esclavo Profinet FL IL 24 BK - PN PAC de Phoenix-Contact, y podrá pegarse al árbol del proyecto seleccionando el dispositivo y pulsando en “Pegar”.

Realizado el procedimiento anterior es posible desarrollar el programa de aplicación y de control de la red de menor nivel.
En el área de las “Variables Globales” del autómata, puede verse dos arrays, uno de entrada y otro de salida, del tamaño seleccionado (512 bytes), estos dos arrays son las tablas de variables para el intercambio de información y que serán accesibles por maestros de mayor nivel en la red.

Adicionalmente en el “Área de Programación” , en el apartado “IO_Configuración” en la
tabla “Configuración de E/S”, se observa el servicio de Profinet (Device) habilitado, esto quiere decir que el autómata tiene la funcionalidad de compartir información con otros PLCs maestros en modo Profinet. Esto se ilustra en la Figura 12.

3. Proyecto Maestro nivel superior
Creado y guardado el nuevo proyecto, se configura la dirección IP del autómata, el rango de direcciones y se establecen los parámetros de configuración de un controlador Profinet-IO.

El paso siguiente consiste en agregar al bus Profinet del maestro de mayor nivel, tanto el dispositivo maestro de menor nivel como de otros dispositivos del tipo IO Device que se desee integrar. Haciendo uso de “Entrando Profinet por lectura” (Figura 13), puede verse la lista de dispositivos alcanzables en la red (Figura 14).

Obsérvese que al pegar el dispositivo maestro de nivel inferior, éste se agrega como un dispositivo esclavo (IO-Device) en el árbol del proyecto, y concretamente en el bus Profinet. El catálogo de módulos disponibles para el dispositivo maestro de menor nivel, son arrays de datos con dimensiones adaptables a las necesidades del proyecto. En este caso se agrega el módulo EA512 (Array de Entrada/Salida de 512 bytes), el tamaño del array debe coincidir con la dimensión establecida en el proyecto para el maestro de menor nivel. Esto se ilustra en la Figura 15.

En el área de asignación de datos  para el nuevo dispositivo IO Device (Figura 16), puede apreciarse tanto los arrays de entrada y de salida de 512 Bytes, como los registros de diagnóstico de la cabecera Profinet del maestro de menor nivel.

4. Prueba de Integración de la Red
El programa de aplicación de la Figura 17 ilustra la conexión de variables internas con el array de E/S del maestro de menor nivel. Inicialmente se toma la medida del módulo analógico y el estado de la cabecera Profinet del maestro de menor nivel. Posteriormente se leen los datos transmitidos desde el maestro de menor nivel, en este caso la medida de la entrada analógica y el estado de la cabecera Profinet del esclavo Phoenix FL IL 24-BK PN PAC conectado al maestro de menor nivel.

En el modo “Depuración Activa” (Figura 18), en el maestro de menor nivel puede verse el estado de las distintas señales intercambiadas con el maestro de mayor nivel.

El flujo de los datos de las señales analógicas se ilustra gráficamente en la Figura 19.

5. Conclusiones
De todo lo anterior, cabe destacar que la comunicación mediante Profinet entre autómatas programables es una tecnología fácil y sencilla de implementar, que permite la
descentralización del sistema de control, obteniendo de esta forma sistemas con más versatilidad, robustez y flexibilidad que protocolos precedentes.

Además, ofrece la ventaja de ser un bus estandarizado, por lo que numerosos  fabricantes en el campo de la automatización comercializan productos para Profinet.

En términos de interoperabilidad se puede concluir que añadir varios esclavos de varias marcas  a la red Profinet,  es un procedimiento sencillo, independientemente del maestro y el software de integración que se disponga, lo cual permite implementar un sistema de fabricación flexible integrado en una red Profinet con distintos fabricantes.

En topologías multimaestro la interoperabilidad en el entorno Profinet está limitada, dado que, los fabricantes no ponen a disposición de los usuarios archivos GSDML para dispositivos maestros.

Esto limita la posibilidad de integrar varios maestros de diferentes marcas en una misma red Profinet, y obliga a recurrir a otro tipo de soluciones de comunicación.

Autor:

Alfredo Gardel, Ignacio Bravo, José Luis Lázaro, Arley Vanegas

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