Implementacion de una red modbus
Páginas: 49 (12076 palabras)
Publicado: 9 de junio de 2011
IMPLEMENTACION DE UNA RED MODBUS/TCP
ANDRES FELIPE RUIZ OLAYA
UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA SANTIAGO DE CALI 2002
IMPLEMENTACION DE UNA RED MODBUS/TCP
ANDRES FELIPE RUIZ OLAYA
Trabajo de grado para optar por el título de INGENIERO ELECTRÓNICO
Directores Ing. ASFUR BARANDICA LOPEZIng. FABIO GERMAN GUERRERO, M. Sc.
UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA SANTIAGO DE CALI 2002
RESUMEN
En este proyecto se desarrolla e implementa una red de instrumentación y control industrial con conectividad TCP/IP (como por ejemplo Internet), capaz de ser supervisada y controlada remotamente através del protocolo Modbus/TCP usando el sistema embebido TINI de Dallas Semiconductor. Además se desarrolla una interfaz de usuario gráfica para acceso desde Internet vía Web .
Nota de Aprobación
El
trabajo
de
grado
titulado
“IMPLEMENTACIÓN
DE
UNA
RED
MODBUS/TCP”, presentado por el estudiante ANDRES FELIPE RUIZ OLAYA, para optar al título de Ingeniero Electrónico fuerevisado por el jurado y calificado como:
Aprobado.
Ing. ASFUR BARANDICA LOPEZ Director
Ing. FABIO GERMAN GUERRERO Director
Ing. EDINSON FRANCO Jurado
Ing. CARLOS RAFAEL PINEDO Jurado
AGRADECIMIENTOS
El autor expresa sus agradecimientos a:
Los directores de tesis: Ing. Asfur Barandica e Ing. Fabio German Guerrero por su grandísima colaboración en esta etapa final de lacarrera y porque de ellos aprendí mucho.
A todas aquellas personas que me acompañaron a lo largo de la carrera y en la culminación de este trabajo de grado.
A mis compañeros, profesores y en general a la comunidad universitaria de Univalle por la experiencia vivida en esta institución.
CONTENIDO
Pag.
0. INTRODUCCIÓN 1. EL PROTOCOLO MODBUS/TCP
1.1 DESCRIPCIÓN 1.1.1 Orientado a conexión1.1.2 Codificación de datos 1.1.3 Interpretación del modelo de datos 1.1.4 Filosofía de longitud implicada 1.2 VENTAJAS DEL PROTOCOLO MODBUS/TCP 1.3 ESTRUCTURA DEL PROTOCOLO 1.4 ESQUEMA DE ENCAPSULACION 1.5 CONFORMACION DE CLASES 1.5.1 Comandos Clase 0 1.5.2 Comandos Clase 1 1.5.3 Comandos Clase 2 1.5.4 Comandos específicos de la máquina/red/vendedor 1.6 DESEMPEÑO REQUERIDO Y ESPERADO 1.7 GUIA DEIMPLEMENTACION DEL CLIENTE Y SERVIDOR 1.7.1 Diseño del Cliente 1.7.2 Diseño del Servidor
1 8 8 9 11 11 12 13 14 17 17 18 18 19 20 21 22 22 24
2. DESCRIPCION DEL HARDWARE 2.1 LA TARJETA TINI 2.1.1 Descripción 2.1.2 Características 2.1.3 Aplicaciones 2.1.4 Hardware de la TINI 2.1.5 Mapa de memoria del sistema 2.1.6 Sistema I/O integrado 2.1.7 Software de la TINI 2.1.8 Sistema operativo de laTINI 2.1.9 El Socket E10 2.2 LA TARJETA CPU08 2.2.1 Diagrama de bloques 2.2.2 Características 2.2.3 Programación de la CPU08 2.3 EL PLC DL05 DE KOYO 2.3.1 Diagrama de bloques 2.3.2 Características 2.3.3 Modos de operación 2.3.4 Mapa de memoria 2.3.5 Comunicación 2.3.6 Programación 2.4 CONTROLADORES 452 PLUS 2.4.1 Definición de caracteres especiales 2.4.2 Protocolo de Comunicación
27 27 28 28 2931 34 36 37 39 40 41 42 42 43 44 44 45 45 46 47 49 49 50 50
2.4.2.1 Nivel 1 – El “Wrapping” 2.4.2.2 Nivel 2 – Contenido del mensaje 2.4.3 Contenido de posiciones análogas del controlador 452 Plus
51 51 52 53 54 55 56 59 63 66 67 70 71
3. DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE
3.1 DESARROLLO DE UN SERVIDOR MODBUS/TCP 3.1.1 Estructura de Clases 3.1.2 Descripción de las Clases 3.1.3 Ejemplo de códigofuente 3.2 DESARROLLO DE UN SERVIDOR WEB 3.3 DESARROLLO DE UNA INTERFAZ PARA ACCESO WEB 3.3.1 El applet como un cliente Modbus/TCP 3.3.2 Sistema de acceso 3.3.3 Panel de Control
3.4 IMPLEMENTACIÓN DE UN ESCLAVO MODBUS EN LA CPU08 73 3.4.1 Algoritmo de la aplicación para la CPU08 3.4.2 La UART implementada por software 3.5 LA CPU08 MAESTRO DE UNA RED DE CONTROLADORES 3.5.1 Respuestas del...
ANDRES FELIPE RUIZ OLAYA
UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA SANTIAGO DE CALI 2002
IMPLEMENTACION DE UNA RED MODBUS/TCP
ANDRES FELIPE RUIZ OLAYA
Trabajo de grado para optar por el título de INGENIERO ELECTRÓNICO
Directores Ing. ASFUR BARANDICA LOPEZIng. FABIO GERMAN GUERRERO, M. Sc.
UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA SANTIAGO DE CALI 2002
RESUMEN
En este proyecto se desarrolla e implementa una red de instrumentación y control industrial con conectividad TCP/IP (como por ejemplo Internet), capaz de ser supervisada y controlada remotamente através del protocolo Modbus/TCP usando el sistema embebido TINI de Dallas Semiconductor. Además se desarrolla una interfaz de usuario gráfica para acceso desde Internet vía Web .
Nota de Aprobación
El
trabajo
de
grado
titulado
“IMPLEMENTACIÓN
DE
UNA
RED
MODBUS/TCP”, presentado por el estudiante ANDRES FELIPE RUIZ OLAYA, para optar al título de Ingeniero Electrónico fuerevisado por el jurado y calificado como:
Aprobado.
Ing. ASFUR BARANDICA LOPEZ Director
Ing. FABIO GERMAN GUERRERO Director
Ing. EDINSON FRANCO Jurado
Ing. CARLOS RAFAEL PINEDO Jurado
AGRADECIMIENTOS
El autor expresa sus agradecimientos a:
Los directores de tesis: Ing. Asfur Barandica e Ing. Fabio German Guerrero por su grandísima colaboración en esta etapa final de lacarrera y porque de ellos aprendí mucho.
A todas aquellas personas que me acompañaron a lo largo de la carrera y en la culminación de este trabajo de grado.
A mis compañeros, profesores y en general a la comunidad universitaria de Univalle por la experiencia vivida en esta institución.
CONTENIDO
Pag.
0. INTRODUCCIÓN 1. EL PROTOCOLO MODBUS/TCP
1.1 DESCRIPCIÓN 1.1.1 Orientado a conexión1.1.2 Codificación de datos 1.1.3 Interpretación del modelo de datos 1.1.4 Filosofía de longitud implicada 1.2 VENTAJAS DEL PROTOCOLO MODBUS/TCP 1.3 ESTRUCTURA DEL PROTOCOLO 1.4 ESQUEMA DE ENCAPSULACION 1.5 CONFORMACION DE CLASES 1.5.1 Comandos Clase 0 1.5.2 Comandos Clase 1 1.5.3 Comandos Clase 2 1.5.4 Comandos específicos de la máquina/red/vendedor 1.6 DESEMPEÑO REQUERIDO Y ESPERADO 1.7 GUIA DEIMPLEMENTACION DEL CLIENTE Y SERVIDOR 1.7.1 Diseño del Cliente 1.7.2 Diseño del Servidor
1 8 8 9 11 11 12 13 14 17 17 18 18 19 20 21 22 22 24
2. DESCRIPCION DEL HARDWARE 2.1 LA TARJETA TINI 2.1.1 Descripción 2.1.2 Características 2.1.3 Aplicaciones 2.1.4 Hardware de la TINI 2.1.5 Mapa de memoria del sistema 2.1.6 Sistema I/O integrado 2.1.7 Software de la TINI 2.1.8 Sistema operativo de laTINI 2.1.9 El Socket E10 2.2 LA TARJETA CPU08 2.2.1 Diagrama de bloques 2.2.2 Características 2.2.3 Programación de la CPU08 2.3 EL PLC DL05 DE KOYO 2.3.1 Diagrama de bloques 2.3.2 Características 2.3.3 Modos de operación 2.3.4 Mapa de memoria 2.3.5 Comunicación 2.3.6 Programación 2.4 CONTROLADORES 452 PLUS 2.4.1 Definición de caracteres especiales 2.4.2 Protocolo de Comunicación
27 27 28 28 2931 34 36 37 39 40 41 42 42 43 44 44 45 45 46 47 49 49 50 50
2.4.2.1 Nivel 1 – El “Wrapping” 2.4.2.2 Nivel 2 – Contenido del mensaje 2.4.3 Contenido de posiciones análogas del controlador 452 Plus
51 51 52 53 54 55 56 59 63 66 67 70 71
3. DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE
3.1 DESARROLLO DE UN SERVIDOR MODBUS/TCP 3.1.1 Estructura de Clases 3.1.2 Descripción de las Clases 3.1.3 Ejemplo de códigofuente 3.2 DESARROLLO DE UN SERVIDOR WEB 3.3 DESARROLLO DE UNA INTERFAZ PARA ACCESO WEB 3.3.1 El applet como un cliente Modbus/TCP 3.3.2 Sistema de acceso 3.3.3 Panel de Control
3.4 IMPLEMENTACIÓN DE UN ESCLAVO MODBUS EN LA CPU08 73 3.4.1 Algoritmo de la aplicación para la CPU08 3.4.2 La UART implementada por software 3.5 LA CPU08 MAESTRO DE UNA RED DE CONTROLADORES 3.5.1 Respuestas del...
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