Diseño e implementación de un módulo de expansión de entradas digitales/analógicas para Controlador Lógico Programable con comunicación Modbus

El aumento de precios en tecnología, incluyendo los PLC, debido a factores como la escasez de semiconductores y la fluctuación de la moneda, presenta desafíos para la competitividad de las empresas colombianas. Con procesos de industrialización crecientes, es necesario monitorear y controlar un mayo...

Full description

Autores:
Velasco Niño, Samir Andrés
Fuquen Gil, Andres Camilo
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
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Palabra clave:
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Modbus
Módulo expansor
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Expansion Module
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description El aumento de precios en tecnología, incluyendo los PLC, debido a factores como la escasez de semiconductores y la fluctuación de la moneda, presenta desafíos para la competitividad de las empresas colombianas. Con procesos de industrialización crecientes, es necesario monitorear y controlar un mayor número de variables físicas en los procesos industriales, lo cual implica un mayor número de conexiones con sensores, actuadores y dispositivos periféricos. Se hace entonces necesario ampliar la capacidad operativa de los PLC, con el fin de mantener la competitividad y mejorar la productividad de los procesos industriales. Es imperativo que Colombia fomente la innovación tecnológica y la industrialización nacional para reducir su dependencia de tecnologías importadas y fortalecer su autonomía tecnológica a largo plazo. Esta investigación busca evaluar la validez del diseño de una tarjeta electrónica que integra un PLC S7 1500 y un módulo con microcontrolador ESP32 de manera inalámbrica para ampliar las capacidades de entrada y salida de señales analógicas y digitales del PLC. Se evidencia en la investigación que este microcontrolador puede ser configurado en diferentes roles mediante el protocolo de comunicación Modbus TCP/IP, ya sea como cliente o servidor, de acuerdo con los requisitos y objetivos del usuario. Este hallazgo sugiere que la implementación de esta tarjeta electrónica proporciona flexibilidad y versatilidad en diversos contextos industriales, contribuyendo así a mejorar la eficiencia y la adaptabilidad de los sistemas de control.
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Con procesos de industrialización crecientes, es necesario monitorear y controlar un mayor número de variables físicas en los procesos industriales, lo cual implica un mayor número de conexiones con sensores, actuadores y dispositivos periféricos. Se hace entonces necesario ampliar la capacidad operativa de los PLC, con el fin de mantener la competitividad y mejorar la productividad de los procesos industriales. Es imperativo que Colombia fomente la innovación tecnológica y la industrialización nacional para reducir su dependencia de tecnologías importadas y fortalecer su autonomía tecnológica a largo plazo. Esta investigación busca evaluar la validez del diseño de una tarjeta electrónica que integra un PLC S7 1500 y un módulo con microcontrolador ESP32 de manera inalámbrica para ampliar las capacidades de entrada y salida de señales analógicas y digitales del PLC. Se evidencia en la investigación que este microcontrolador puede ser configurado en diferentes roles mediante el protocolo de comunicación Modbus TCP/IP, ya sea como cliente o servidor, de acuerdo con los requisitos y objetivos del usuario. Este hallazgo sugiere que la implementación de esta tarjeta electrónica proporciona flexibilidad y versatilidad en diversos contextos industriales, contribuyendo así a mejorar la eficiencia y la adaptabilidad de los sistemas de control.PregradoIngeniero ElectrónicoRising prices in technology, including PLCs, due to factors such as semiconductor shortages and currency fluctuation, present challenges for the competitiveness of Colombian companies. With increasing industrialization processes, it is necessary to monitor and control a greater number of physical variables in industrial processes, which implies a greater number of connections with sensors, actuators, and peripheral devices. It is then necessary to expand the operational capacity of PLCs, to maintain competitiveness and improve the productivity of industrial processes. It is imperative that Colombia promotes technological innovation and national industrialization to reduce its dependence on imported technologies and strengthen its technological autonomy in the long term. This research seeks to evaluate the validity of the design of an electronic card that integrates an S7 1500 PLC and an ESP32 microcontroller module wirelessly to expand the input and output capabilities of analog and digital signals of the PLC. It is evidenced in the research that this microcontroller can be configured in distinct roles through the Modbus TCP/IP communication protocol, either as a client or server, according to the user's requirements and objectives. This finding suggests that the implementation of this electronic card provides flexibility and versatility in various industrial contexts, thus contributing to improve the efficiency and adaptability of control systems.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingeníerias FisicomecánicasIngeniería ElectrónicaEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y TelecomunicacionesPLCAutomatizaciónRedes de comunicaciónElectrónica industrialModbusMódulo expansorTCP/IPESP32PLCAutomationCommunication NetworksIndustrial ElectronicsModbusExpansion ModuleTCP/IPESP32Diseño e implementación de un módulo de expansión de entradas digitales/analógicas para Controlador Lógico Programable con comunicación ModbusDesign and implementation of a digital/analog input expansion module for a Programmable Logic Controller with Modbus communicationTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fORIGINALCarta de autorización.pdfCarta de autorización.pdfapplication/pdf63149https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/51e30c74-1a4c-4f2f-8da8-455ee13018be/download4846b025cb5acf35f7cfda352045494dMD55Nota de proyecto.pdfNota de proyecto.pdfapplication/pdf152257https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/3ff5c569-b463-4f6e-98ea-71adada5bc7d/downloaddaaebecec9bc70b092cbe31aaaffbd92MD56Documento.pdfDocumento.pdfapplication/pdf2958412https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/5237fd93-6d19-4de5-84ac-7aa556eedf1a/download9437a05099705bf6b7c791e045c9a7b8MD57LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82237https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/8ed1223f-09c5-4e46-86ef-fff77258a757/downloadd6298274a8378d319ac744759540b71bMD5220.500.14071/42413oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/424132024-05-17 07:30:08.649http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessembargohttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.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