Come si può far comunicare un PLC Siemens S7-1200 Siemens con apparecchiature Modbus RTU, senza avere una scheda di comunicazione seriale come la CB1241?
Benvenuto su questo sito dedicato all’automazione industriale, ci troviamo nella sezione relativa al plc Siemens Simatic S7-1200, e oggi vediamo un esempio di Gateway Modbus RTU RS485 - TCP/IP, realizzato con un pannello Weintek.
Il compatto PLC Siemens S7-1200 è un apparecchio in grado di svolgere piccoli e medi compiti d’automazione, e dispone dei suoi moduli di espansione I/O con ingressi e uscite digitali e analogiche. Alla massima configurazione, questo controllore è in grado di gestire fino a 128 ingressi e uscite, tra digitali e analogiche.
Se vogliamo espandere ulteriormente il sistema, possiamo utilizzare delle apparecchiature Modbus, sfruttando il protocollo Modbus TCP/IP; con questo sistema possiamo sfruttare ingressi e uscite di rete, per pilotare e acquisire dati da una moltitudine di oggetti che possiamo trovare in commercio oggi.
Purtroppo però, la maggior parte delle apparecchiature Modbus sfrutta la rete seriale RS485, per cui se vogliamo utilizzare queste apparecchiature l’ S7-1200 dobbiamo affidarci a un Gateway, un dispositivo che accoppia le reti Modbus RTU e Modbus TCP/IP.
Ecco nella figura che segue uno di questi apparecchi, lo si trova in commercio nei negozi online a circa 50 euro.
Se nel nostro sistema d’automazione è presente un pannello operatore Weintek, ecco che possiamo sfruttare lo stesso pannello, facendolo funzionare anche da gateway per le reti Modbus; i pannelli HMI Weintek infatti dispongono, oltre che di porta ethernet, anche la porta seria RS485.
Configurando il pannello per comunicare con i dispositivi Modbus RTU attraverso la porta seriale, siamo in grado di leggere e scrivere dati su questi; poi attraverso l’utilizzo di funzioni macro programmabili nel pannello stesso, possiamo portare i dati acquisiti sul PLC Siemens 1200 semplicemente sfruttando il normale protocollo di comunicazione Siemens Ethernet.
Nell’immagine che segue vediamo l’architettura della rete realizzata con tre apparecchiature: un PLC 1200, il pannello Weintek della serie IP, e un modulo I/O Modbus RTU; questo modello offre 2 ingressi digitali, 4 uscite digitali, e 2 ingressi analogici.
Come vediamo nella figura sopra, il pannello scambia dati con il modulo attraverso la seriale RS485 in Modbus RTU, e contemporaneamente colloquia con il PLC attraverso il protocollo S7.
Nell’immagine quì sotto vediamo una pagina sinottico del pannello utilizzata per provare la comunicazione; notiamo che attivando un ingresso digitale sul modulo Modbus (attraverso un pulsante a esso collegato), lo stesso ingresso viene trasferito come dato booleano nell’apposita DB predisposta nel 1200.
Le uscite del PLC 1200 vengono trasferite al modulo Modbus come vediamo nella prossima immagine, e nel blocco dati del PLC notiamo il valore analogico di 1141 che è stato trasferito dal pannello attraverso le macro.
Nel progetto del pannello Weintek si utilizzano due macro: la prima contiene le istruzioni per leggere i dati dal modulo Modbus e scriverli nel Simatic S7-1200, la seconda invece legge i dati dalla memoria del PLC Siemens e li invia al modulo Modbus RTU.
Questo sistema Gateway è utile per piccole applicazioni dove non sono necessari tempi di risposta molto rapidi, e ci permette, nel caso avessimo il pannello già presente nell’impianto, di non dover aggiungere un gateway dedicato.