Comunicação aberta TCP/IP via Ethernet industrial para CLPs

Protocolo TCP é um serviço de entrega de pacotes que garante a entrega e a integridade do pacote na conexão lógica entre dois computadores. Nesse tipo de comunicação, ambos os computadores entram em conformidade de como será feito o envio dos pacotes entre si. Quando uma informação é transmitida, mecanismos de verificação de integridade garantem que a informação seja recebida sem erros. É utilizado em transmissões onde nenhum tipo de erro é aceitável como por exemplo http, ftp etc. Por conta dos vários mecanismos de verificação que ele possui o torna relativamente mais lento se o compararmos com o protocolo UDP que possui mecanismos de verificação mais simples.

Os dispositivos de rede como computadores, controladores programáveis e muitos outros podem exercer a função de cliente ou servidor. Um dispositivo é considerado servidor quando disponibiliza seus recursos na rede e é considerado cliente quando utiliza um determinado recurso na rede disponibilizado por algum servidor.

Uma porta é um objeto abstrato, codificado por um número inteiro de 16 bits, usado para identificar processos de aplicação.

Para uma aplicação poder “falar” com uma outra numa máquina remota, é preciso conhecer não apenas o endereço IP da máquina destino mas também a porta associada à aplicação parceira.

Nessa aula vamos falar sobre um conceito muito importante, o famoso Three Way Handshake. O Handshake de três vias, é responsável pelo estabelecimento da conexão TCP.

No STEP 7 nos temos os seguintes modos de comunicação aberta:

Protocolos orientados a conexão:

TCP nativo de acordo com RFC 793.

ISO on TCP de acordo com RFC 1006.

Protocolo sem conexão:

UDP de acordo com RFC 768.

Protocolo de transporte fim - a -fim, orientado a conexão, que fornece um serviço de transferência confiável de dados entre aplicações parceiras. Garante que os dados são entregues livres de erro, em sequência e sem perdas ou duplicação.

RFC 1006 intitulado "Serviço de transporte ISO em cima do TCP" é uma extensão de protocolo para o protocolo TCP. Aqui, mais informações são transferidas entre os nós, além dos dados TCP, a fim de fornecer serviços adicionais para o usuário (serviços ISO como extensão do TCP).

O User Datagram Protocol (UDP) é um padrão TCP/IP e está definido pela RFC 768. O UDP é usado por alguns programas em vez do TCP para o transporte rápido de dados entre hosts. Porém o UDP não fornece garantia de entrega, ordenação, controle de fluxo e controle de congestionamento. Essa solução pode parecer pouco ortodoxa, porém em determinadas situações é a melhor opção para a camada de transporte, principalmente pelo fato de o UDP ser muito mais rápido e gerar menos tráfego na rede, uma vez que não faz verificações e não estabelece sessões.

Usando com TCP nativo e ISO on TCP: Ambos os parceiros de comunicação chamam FB 65 "TCON" para estabelecer a conexão de comunicação. Nos parâmetros, você especifica qual parceiro é o ponto de transmissão de comunicações ativo e qual é o passivo. Após o estabelecimento da conexão, ela é monitorada e mantida automaticamente pela CPU. Se a conexão for interrompida, por exemplo, devido a uma quebra de linha ou devido ao parceiro de comunicação remoto, o parceiro ativo tenta restabelecer a conexão.

FB 65 "TCON" é um FB de funcionamento assíncrono, o que significa que seu processamento se estende por várias chamadas FB. Para iniciar o estabelecimento de uma conexão, chame a FB 65 com REQ = 1. O status do trabalho é indicado nos parâmetros de saída RET_VAL e BUSY. O STATUS corresponde ao parâmetro de saída RET_VAL de SFCs de funcionamento assíncrono.

FB 66 "TDISCON" finaliza uma conexão de comunicação da CPU para um parceiro de comunicação.

Nós usamos a instrução TSEND para enviar dados por meio de uma conexão de comunicação existente. O bloco TSEND é executado de forma assíncrona.

Nessa aula vamos estudar a instrução TRCV que é utilizada para receber dados em uma conexão de comunicação existente.

TRCV é executado de forma assíncrona.

ISO on TCP (transferência de dados orientada a mensagens)

Os blocos de mensagens completos são enviados por meio de uma conexão com a variante do protocolo ISO no TCP, estes são reconhecidos como tal pelo destinatário.

Nessa aula vamos tratar do envio de dados via o protocolo UDP e para isso estaremos utilizando a FB67 "TUSEND".

Ao enviar dados separadamente em sequência para diferentes parceiros, você só precisa ajustar o parâmetro ADDR ao chamar a FB67.

Não é necessário chamar os blocos TCON e TDISCON novamente.

Para receber dados via UDP utilizamos a FB68 TURCV.

Após a conclusão bem sucedida do TURCV, o parâmetro ADDR mostrará o endereço do parceiro remoto.

A instrução "TSEND_C" configura e estabelece uma conexão de comunicação. Uma vez que a conexão foi configurada e estabelecida, ela é automaticamente mantida e monitorada pela CPU. A instrução é executada de forma assíncrona e tem as seguintes funções: configurando e estabelecendo uma conexão de comunicação, envio de dados por meio de uma conexão de comunicação existente, encerrando ou reiniciando a conexão de comunicação Internamente, a instrução "TSEND_C" utiliza as instruções de comunicação "TCON", "TSEND", "T_DIAG", "T_RESET" e "TDISCON".

A instrução "TRCV_C" é executada de forma assíncrona e implementa as seguintes funções em sequência: Configurando e estabelecendo uma conexão de comunicação, recebendo dados por meio de uma conexão de comunicação existente, encerrando ou reiniciando a conexão de comunicação Internamente, a instrução "TRCV_C" utiliza as instruções de comunicação "TCON", "TRCV", "T_DIAG", "T_RESET" e "TDISCON".

Aula ensinando a comunicar o CLP com um software utilitário de PC com o protocolo TCP/IP

Aula ensinando a comunicar o CLP com um software utilitário de PC com o protocolo UDP/IP

Vamos aprender como comunicar um Arduino Mega utilizando uma Ethernet Shield com um CLP através da comunicação aberta!

Essa aula vai demostrar a comunicação de um CLP S71200 com um software simulador de Robô da HIWIN.

Nesta aula vamos aprender como utilizar os Status dos blocos de comunicação para realizarmos diagnósticos.

Aula demostrando como realizar a configuração de comunicação aberta com o software mais antigo da Siemens o Simatic Manager e duas CPUs da família S7 300.

Nessa aula vamos tratar do comprimento dos dados que enviamos e recebemos quando trabalhamos com o protocolo TCP. Por via de regra em TCP o tamanho do campo “DATA” deve ser igual ou maior que o campo “LEN”.

Vamos ver isso na prática....

Na última aula sobre comunicação aberta aprendemos que o comprimento dos dados em uma comunicação TCP deve ser igual ou maior que o campo LEN do bloco, hoje veremos como isso se aplica quando trabalhamos com conexão ISO-on-TCP.

Na comunicação ISO-on-TCP o tamanho do campo “DATA” diferente do que era com TCP tem que ser igual ao tamanho do “LEN”, não pode ser nem maior nem menor.

Assim como no ISO-on-TCP na comunicação com o protocolo UDP o tamanho do campo “DATA” também precisa ser igual ao tamanho do “LEN”, não pode ser nem maior nem menor.

Aprenda a configurar uma conexão Broadcast para que seja possivel enviar uma mensagens para todos os dispositivos de uma rede.

Nesta aula você aprenderá a como habilitar um Servidor Web nos controladores da SIEMENS para que assim você possa monitorar as suas conexões estabelecidas.

Em anexo a essa aula você tambem tem o projeto que foi desenvolvido no TIA Portal v15.1 durante as aulas deste curso.

Aprenda a configurar o seu CLP para enviar E-mails pelo Gmail utilizando o bloco TMAIL_C da Open User Communication

​Esta aula tem como objetivo demostrar como realizar a configuração da comunicação TCP utilizando o software Simatic Manager que ainda é muito utilizado na indústria.

Vamos realizar a configuração dos Blocos TCON, TDISCON, TSEND e TRECV e também aprender como importar e exportar o bloco de configuração do TCON a DB TCON_PAR.

Em anexo segue o arquivo com essa DB para que vocês possam utilizar em seus projetos.

​Nesta aula vamos dar continuidade a configuração da comunicação aberta no simatic Manager.

Dessa vez vamos utilizar o protocolo ISO-on-TCP.

Em anexo segue para download do source da DB de configurações do bloco TCON para realizar a conexão ISO-on-TCP.

​Nesta aula vamos dar continuidade a configuração da comunicação aberta no simatic Manager.

Dessa vez vamos utilizar o protocolo UDP para concluir nosso trabalho.

Em anexo segue para download do source da DB de configurações do bloco TCON para realizar a conexão UDP e também os projetos realizados no Simatic Manager e no TIA Portal.

Nessa aula vamos realizar a comunicação entre um CLP S7-1200 da Siemens e um PowerPanel C70 da B&R através de uma conexão TCP(Socket).

Nessa aula vamos aprender a realizar a comunicação TCP entre um controlador programado na plataforma CoDeSys e um CLP Siemens.

Nessa aula vamos aprender a realizar a interação entre dois CLPs de fabricantes diferentes.

Um CLP CompactLogix da Rockwell com sua interface EtherNet/IP e um CLP S71200 com sua interface PROFINET.

Será usado a comunicação aberta via Socket para a troca de dados, aqui não usaremos nenhum tipo de gateway para a comunicação.

Nessa primeira parte vamos aprender a configurar o CompactLogix.

Nessa segunda parte vamos configurar o CLP S71200.

Faça o download da biblioteca para o TIA Portal v16 no anexo.

Nessa aula vamos realizar o teste das nossas configurações que foram concluídas nas aulas anteriores.

Vamos iniciar a troca de dados entre o CompactLogix e o S71200 através da nossa comunicação aberta via socket.

Nessa aula vamos aprender como utilizar uma CP de comunicação Ethernet para controladores SIMATIC S7 300 (CP 343-1 Lean).

Vou configurar uma comunicação TCP via socket no Step 7 da plataforma Simatic Manager inicialmente e utilizar um software utilitário chamado Hercules SETUP que é um terminal de porta serial (terminal RS-485 ou RS-232), terminal UDP/IP e terminal TCP/IP Client/Server.

Esse software foi criado apenas para uso interno do grupo HW, mas hoje inclui muitas funções em um utilitário e é Freeware!

Link p/ software: https://www.hw-group.com/software/hercules-setup-utility

​Nessa aula vamos aprender a configurar a comunicação ISO on TCP utilizando uma CP de comunicação para a linha SIMATIC S7300 CP 343-1 Lean.

Continuaremos utilizando as bibliotecas AG-Send/AG-Receive para trocar dados entre dispositivos utilizando o protocolo ISO on TCP.

​Nessa aula vamos aprender como realizar a comunicação via UDP entre uma CLP SIMATIC S7 300 usando uma CP 343-1 Lean com um PC rodando uma aplicação Python que vai ler os dados enviados pelo CLP via UDP e escreve-los em uma planilha do Microsoft Excel.

No ambiente industrial, a comunicação entre dispositivos de diferentes fabricantes pode ser um grande desafio. Cada fabricante possui seus próprios protocolos e padrões, o que muitas vezes dificulta a integração entre equipamentos no chão de fábrica. A interoperabilidade entre CLPs, sensores, atuadores e outros dispositivos de automação é essencial para garantir a eficiência operacional e a flexibilidade das operações. Neste vídeo, abordamos uma solução prática para superar esses desafios: a comunicação via socket TCP. Mostraremos como é possível integrar CLPs de fabricantes distintos, como Siemens e Mitsubishi, utilizando sockets TCP para criar uma ponte de comunicação direta entre os dispositivos. Esta abordagem permite que dados importantes sejam trocados, aumentando a capacidade de controle e monitoramento dos sistemas industriais. Se você enfrenta dificuldades para integrar dispositivos de diferentes marcas no seu chão de fábrica ou quer aprender mais sobre como a comunicação via socket pode facilitar essas integrações, este vídeo é para você. Vamos explorar juntos como quebrar as barreiras da comunicação industrial e alcançar um novo nível de conectividade e eficiência.

O TwinCAT TCP/IP Server permite a implementação e realização de um ou vários servidores TCP/IP e/ou clientes dentro do TwinCAT PLC. Blocos correspondentes existem para o estabelecimento/desconexão da comunicação, bem como para a troca pura de dados (enviar e receber). A biblioteca SNMP fornecida permite que mensagens sejam enviadas (traps) e consultas sejam respondidas (get) para monitorar os tempos de execução do TwinCAT.

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Conheça mais sobre o meu trabalho acessando outros treinamentos que ministro aqui na Udemy nos links abaixo, e tambem conheça meu canal do Youtube sobre Redes Industriais!

Te aguardo lá!