Comunicação serial através de rede Ethernet para automação

Abstract

Visando facilitar a parametrização de equipamentos voltados à automação de fábricas e máquinas industriais, propõem-se um sistema que permita o acesso remoto para realizar a configuração dos equipamentos já instalados em campo, através do uso do software adequado, sem a necessidade de conexão física da porta serial. O conceito de operação se baseia no princípio da captura dos dados seriais gerados pelo software de programação do equipamento, efetuando então o envio e recebimento destes dados por meio de sockets para outro computador. Este segundo computador é conectado por meio de um conversor serial ao equipamento a ser parametrizado e, mediante sockets, realiza o envio e recebimento dos dados do equipamento ao software de programação. A estrutura do hardware se baseia na implementação da transferência de dados mediante portas, entre dois computadores com endereços IPs destintos. Com a transmissão inicial dos dados, observou-se um problema na construção da mensagem Modbus, impossibilitando o reconhecimento do conteúdo por parte do equipamento que é parametrizado. Por meio da estruturação de um cabeçalho informando a quantidade de bytes a serem processadas, a comunicação e transmissão dos dados nos dois sentidos ocorreu sem problemas. Com esta topologia, é possível conectar-se a qualquer equipamento remoto e parametrizá-los, sem a necessidade de presença física no meio de uma planta industrial, que podem apresentar situações perigosas para a vida humana. Outra possibilidade com a implementação dessa técnica é a possibilidade de comunicação à distância do operador com o seu equipamento mediante servidores na nuvem ou por meio de VPNs, dado o objetivo de implementar um sistema compatível com qualquer rede de computadores baseados em protocolo TCP/IP.

With the goal of facilitating the parameterization of equipment aimed at automating factories and industrial machines, a system is proposed that allows remote access to perform the parameterization of already installed equipment in the field, through the use of the appropriate software, without the need for a physical connection of a serial port. The operating concept is based on the principle of capturing serial data generated by the equipment’s programming software, then sending and receiving this data through sockets to another computer. This second computer is connected via a serial converter to the equipment to be parameterized and, using sockets, sends and receives data from the equipment to the programming software. The hardware structure is based on the implementation of data transfer through ports, between two computers with different IP addresses. With the initial transmission of data, a problem was observed in the construction of the Modbus message, making it impossible for the equipment to be parameterized to recognize the content. By structuring a header informing the amount of bytes to be processed, the communication and transmission of data in both directions occurred without problems. With this topology, it is possible to connect to any remote equipment and parameterize them, without the need of a personal presence in a industrial plant, which can present dangerous situations for human life. Another possibility with the implementation of this technique is the possibility of remote communication between the operator and his equipment through servers in the cloud or through VPNs, given the objective of implementing a system compatible with any computer network based on the TCP/IP protocol.