Protocolo Modbus, OPC Server e InfeLink

Comunicación Industrial y SCADA

Figura 1: Arquitectura de comunicación industrial

Contenido del Curso:

1. Protocolo Modbus - Definición, Datagramas ASCII y RTU, RS485 y TCP/IP
2. Servidor OPC y KepServerEX - Configuración de canales, dispositivos y tags
3. Software InfeLink - Creación de interfaces HMI y animaciones

1. Protocolo Modbus

Definición:

Modbus es un protocolo de comunicación serial desarrollado por Modicon (ahora Schneider Electric) en 1979 para su uso con controladores lógicos programables (PLCs). Se ha convertido en el protocolo estándar de facto en la industria para la comunicación entre dispositivos electrónicos.

Características Principales:

Arquitectura Maestro/Esclavo: Un dispositivo maestro inicia todas las transacciones y los dispositivos esclavos responden
Protocolo abierto: Es un protocolo libre de regalías y ampliamente documentado
Simple y robusto: Fácil de implementar y muy confiable en entornos industriales
Múltiples variantes: Modbus RTU, Modbus ASCII, Modbus TCP/IP

Figura 2: Arquitectura Maestro-Esclavo del protocolo Modbus

Ejemplo de Aplicación:

En una planta de tratamiento de agua, un PLC maestro (Modbus Master) puede leer datos de múltiples dispositivos esclavos:

Sensor de flujo (Dirección 1)
Medidor de pH (Dirección 2)
Válvula de control (Dirección 3)
Bomba variable (Dirección 4)

1.1 Datagrama Modbus ASCII

Modbus ASCII:

En el modo ASCII, los mensajes se transmiten como caracteres ASCII legibles. Cada byte de información se envía como dos caracteres ASCII hexadecimales. Es más lento que RTU pero más fácil de depurar.

Estructura del Frame ASCII:

Campo	Tamaño	Descripción	Ejemplo
Start	1 caracter	Dos puntos (:)	3A (hex)
Address	2 caracteres	Dirección del esclavo (00-FF)	01
Function	2 caracteres	Código de función	03 (Leer registros)
Data	N caracteres	Datos de la solicitud	006B0003
LRC	2 caracteres	Longituditudinal Redundancy Check	8E
End	2 caracteres	CR LF (0D 0A)	0D 0A

Ejemplo Práctico - Lectura de Registros:

Mensaje de solicitud (Master → Slave): :01 03 00 6B 00 03 8E [CR][LF] Desglose: : = Inicio de mensaje ASCII 01 = Dirección del esclavo (1) 03 = Función 03 (Leer registros de holding) 00 6B = Dirección inicial del registro (107 en decimal) 00 03 = Cantidad de registros a leer (3 registros) 8E = LRC (checksum) [CR][LF] = Fin del mensaje Respuesta del esclavo: :01 03 06 02 2B 00 00 00 64 F9 [CR][LF] Desglose: : = Inicio 01 = Dirección del esclavo 03 = Función 06 = Número de bytes de datos (6 bytes = 3 registros × 2 bytes) 02 2B = Valor del registro 107 (555 en decimal) 00 00 = Valor del registro 108 (0) 00 64 = Valor del registro 109 (100 en decimal) F9 = LRC [CR][LF] = Fin del mensaje

Figura 3: Estructura detallada de un frame Modbus ASCII

1.2 Datagrama Modbus RTU

Modbus RTU (Remote Terminal Unit):

El modo RTU transmite datos en formato binario compacto. Es el modo más eficiente y comúnmente utilizado en aplicaciones industriales. Cada byte se transmite como 8 bits, logrando mayor velocidad que ASCII.

Estructura del Frame RTU:

Campo	Tamaño	Descripción	Ejemplo (Hex)
Address	1 byte	Dirección del esclavo (0-247)	01
Function Code	1 byte	Código de función (1-255)	03
Data	N bytes	Datos de la solicitud/respuesta	00 6B 00 03
CRC	2 bytes	Cyclic Redundancy Check (16 bits)	78 52

Ejemplo Práctico - Escritura de Registro:

Solicitud de escritura de un solo registro (Función 06): [01] [06] [00 01] [FF FF] [98 4A] | | | | | | | | | └─ CRC16 | | | └────────── Valor a escribir (65535) | | └────────────────── Dirección del registro (1) | └─────────────────────── Función 06 (Preset Single Register) └──────────────────────────── Dirección del esclavo (1) Respuesta del esclavo (eco de la solicitud): [01] [06] [00 01] [FF FF] [98 4A] Solicitud de lectura múltiple (Función 03): [01] [03] [00 00] [00 0A] [C4 0B] | | | | | | | | | └─ CRC16 | | | └────────── Cantidad de registros (10) | | └────────────────── Dirección inicial (0) | └─────────────────────── Función 03 (Read Holding Registers) └──────────────────────────── Dirección del esclavo (1) Respuesta: [01] [03] [14] [00 01] [00 02] [00 03]...[CRC] | └──────────────────────┘ └─ 20 bytes de datos (10 registros × 2 bytes)

Cálculo del CRC16:

El CRC (Cyclic Redundancy Check) es un código de detección de errores de 16 bits. Se calcula sobre todos los bytes del mensaje excepto el propio CRC.

Algoritmo CRC16 Modbus:

Inicializar registro CRC en 0xFFFF
Para cada byte del mensaje:
- XOR el byte con el byte bajo del CRC
- Realizar 8 desplazamientos a la derecha
- Si el bit desplazado es 1, XOR con 0xA001
El resultado final es el CRC (byte bajo primero, luego byte alto)

Figura 4: Comparación de eficiencia entre Modbus ASCII y RTU

1.3 Códigos de Función Modbus

Funciones Principales:

Código	Nombre	Descripción	Ejemplo de Uso
01	Read Coils	Leer bobinas (discretas de salida)	Leer estado de relés
02	Read Discrete Inputs	Leer entradas discretas	Leer sensores digitales
03	Read Holding Registers	Leer registros de retención (16-bit)	Leer valores analógicos, setpoints
04	Read Input Registers	Leer registros de entrada	Leer mediciones de sensores
05	Write Single Coil	Escribir una bobina individual	Activar/desactivar un relé
06	Write Single Register	Escribir un registro individual	Modificar un setpoint
15	Write Multiple Coils	Escribir múltiples bobinas	Controlar varias salidas
16	Write Multiple Registers	Escribir múltiples registros	Configurar varios parámetros

Ejemplo Detallado - Función 03 (Lectura):

Solicitud: Leer 5 registros comenzando desde la dirección 100 Dirección del esclavo: 0x01 Función: 0x03 Dirección inicial: 0x0064 (100 en decimal) Cantidad de registros: 0x0005 Frame completo (hex): 01 03 00 64 00 05 C5 38 └─────┘ CRC16 Respuesta esperada: 01 03 0A [00 01] [00 02] [00 03] [00 04] [00 05] CRC └──────────────────────────────────────┘ 10 bytes de datos (5 registros × 2 bytes) Valores leídos: Registro 100 = 0x0001 (1) Registro 101 = 0x0002 (2) Registro 102 = 0x0003 (3) Registro 103 = 0x0004 (4) Registro 104 = 0x0005 (5)

⚠️ Códigos de Error:

Si un esclavo no puede procesar una solicitud, responde con el código de función + 0x80 y un código de excepción:

01: Función ilegal
02: Dirección de datos ilegal
03: Valor ilegal
04: Error de esclavo

1.4 Modbus sobre RS485

RS485 (Recommended Standard 485):

RS485 es un estándar de capa física que define las características eléctricas de drivers y receptores para comunicaciones seriales balanceadas. Es la interfaz física más común para Modbus RTU/ASCII.

Características de RS485:

Comunicación diferencial: Usa dos cables (A y B) para transmitir datos, proporcionando alta inmunidad al ruido
Multipunto: Permite conectar hasta 32 dispositivos (puede extenderse con repetidores)
Distancia: Hasta 1200 metros a 100 kbps
Velocidad: Desde 1200 bps hasta 10 Mbps (dependiendo de la distancia)
Half-duplex: Los dispositivos transmiten o reciben, pero no simultáneamente

Figura 5: Topología de red Modbus RS485 con múltiples esclavos

Configuración Típica RS485:

1

Cableado:

Cable par trenzado blindado
Conexión: A (+) y B (-)
Blindaje conectado a tierra en un solo punto
Topología en bus lineal (no estrella)

2

Terminación:

Resistencia de 120Ω en ambos extremos del bus
Evitar reflexiones de señal
Necesaria en distancias > 1 metro

Ejemplo de Configuración de Parámetros:

Parámetros de comunicación típicos para Modbus RTU/ASCII/RS485: Baud Rate: 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 bps Data Bits: 8 bits Parity: None, Even, Odd Stop Bits: 1 o 2 bits Flow Control: Ninguno (típicamente) Configuración más común: 9600-8-N-1 (9600 bps, 8 bits de datos, sin paridad, 1 bit de parada) Tiempos de silencio (Inter-frame gap): - Entre caracteres: 1.5 caracteres (mínimo) - Entre mensajes: 3.5 caracteres (mínimo) A 9600 bps: - 1 bit = 104.17 μs - 3.5 caracteres = 3.5 × 11 bits × 104.17 μs = 4.01 ms

⚠️ Consideraciones Importantes:

Direcciones únicas: Cada esclavo debe tener una dirección única (1-247)
Polaridad: Verificar la conexión correcta de A y B
Tierra común: Conectar tierras de referencia entre dispositivos
Impedancia: No exceder la capacidad de carga del bus

1.5 Modbus TCP/IP sobre Ethernet

Modbus TCP/IP:

Modbus TCP es la adaptación del protocolo Modbus para redes Ethernet TCP/IP. Elimina el CRC (usando el checksum de TCP) y agrega un encabezado MBAP (Modbus Application Protocol) de 7 bytes.

Ventajas de Modbus TCP:

Alta velocidad: 10/100/1000 Mbps vs. máximo 10 Mbps de RS485
Distancia ilimitada: Usa infraestructura de red existente (LAN, WAN, Internet)
Más dispositivos: Sin límite práctico de nodos
Routing: Puede atravesar routers y firewalls
Estándar: Usa hardware Ethernet comercial económico

Estructura del Frame Modbus TCP:

Campo MBAP	Tamaño	Descripción
Transaction ID	2 bytes	Identificador de transacción (para emparejar request/response)
Protocol ID	2 bytes	Identificador de protocolo (0 = Modbus)
Length	2 bytes	Longitud del mensaje restante (bytes siguientes)
Unit ID	1 byte	Dirección del esclavo (similar a Modbus serial)
Function Code + Data	N bytes	PDU Modbus estándar (sin CRC)

Ejemplo de Comunicación Modbus TCP:

Solicitud TCP (Master → Slave, puerto 502): Encabezado MBAP: Transaction ID: 00 01 (Identificador de transacción 1) Protocol ID: 00 00 (Modbus) Length: 00 06 (6 bytes siguen) Unit ID: 01 (Esclavo 1) PDU Modbus: Function Code: 03 (Read Holding Registers) Start Address: 00 64 (Registro 100) Quantity: 00 0A (10 registros) Frame completo (hex): 00 01 00 00 00 06 01 03 00 64 00 0A Respuesta del esclavo: 00 01 00 00 00 17 01 03 14 [datos...] └───── 23 bytes siguen (1 byte Unit ID + 1 byte byte count + 20 bytes de datos)

Figura 6: Arquitectura de red Modbus TCP/IP con switch Ethernet

Comparación: Modbus RTU vs Modbus TCP

Característica	Modbus RTU (RS485)	Modbus TCP/IP
Medio físico	Cable par trenzado	Ethernet (CAT5/6, fibra)
Velocidad máxima	~10 Mbps	10/100/1000 Mbps
Distancia	1200 m	Ilimitada (vía routers)
Nodos máximos	32 (sin repetidores)	Sin límite práctico
Detección de errores	CRC16	TCP checksum
Puerto	N/A	502 (TCP)
Costo	Bajo	Medio (requiere switches)

2. Servidor OPC - Concepto General

¿Qué es OPC?

OPC (OLE for Process Control) es un estándar de interoperabilidad industrial que permite la comunicación entre dispositivos de hardware de diferentes fabricantes y aplicaciones de software (HMI, SCADA, MES, ERP). Actualmente evolucionó a OPC UA (Unified Architecture).

Problema que resuelve OPC:

Figura 7: Arquitectura cliente-servidor OPC

Sin OPC (Problema):

Cada aplicación necesita un driver específico para cada dispositivo
N×M conexiones diferentes (N aplicaciones × M dispositivos)
Alto costo de desarrollo y mantenimiento

Con OPC (Solución):

El OPC Server actúa como traductor universal
Solo se necesita 1 driver por dispositivo (en el servidor OPC)
Las aplicaciones se conectan al servidor OPC usando un estándar común
N + M conexiones totales

Componentes de OPC:

Componente	Función	Ejemplo
OPC Server	Traduce el protocolo del dispositivo a formato OPC estándar	KepServerEX, Matrikon, Prosys
OPC Client	Aplicación que consume datos del servidor OPC	InfeLink, WinCC, Ignition, Excel
OPC DA	Data Access - Acceso a datos en tiempo real	Lectura/escritura de tags
OPC HDA	Historical Data Access - Datos históricos	Tendencias, reportes
OPC UA	Unified Architecture - Versión moderna multiplataforma	Seguridad, IoT, Cloud

Ejemplo de Aplicación:

En una planta industrial con:

PLC Delta (Modbus RTU)
PLC Siemens (Profibus)
Controlador Mitsubishi (Ethernet)
SCADA InfeLink
Sistema MES

Sin OPC: InfeLink necesita 3 drivers diferentes, el MES necesita 3 drivers diferentes = 6 drivers

Con OPC: 1 servidor OPC con 3 drivers, InfeLink y MES se conectan al servidor OPC = 3 drivers + 2 clientes OPC

2.1 KepServerEX - Software OPC Server

KepServerEX:

Es el servidor OPC líder en la industria desarrollado por Kepware (ahora parte de PTC). Proporciona conectividad a más de 150 protocolos industriales diferentes, incluyendo Modbus, Siemens, Allen-Bradley, OPC UA, MQTT, y muchos más.

Características Principales:

Múltiples protocolos: Soporta más de 150 drivers de comunicación
Escalabilidad: Desde pequeñas aplicaciones hasta miles de tags
Confiabilidad: Reconexión automática, buffering de datos
Seguridad: Autenticación, encriptación, control de acceso
Fácil configuración: Interfaz gráfica intuitiva
API de configuración: Automatización vía REST API

Figura 8: Interfaz principal de KEPServerEX Configuration

Jerarquía de Configuración en KepServer:

Channel (Canal): Define el medio de comunicación (puerto serial, Ethernet, etc.)
- Ejemplo: "Modbus_ASCII_Channel" - Puerto COM1, 9600 baud
Device (Dispositivo): Representa un dispositivo físico en el canal
- Ejemplo: "PLC_Delta_01" - Dirección Modbus 1
Tag (Etiqueta): Variable individual dentro del dispositivo
- Ejemplo: "Temperatura_Tanque1" - Registro 40001

2.2 Creación de Canal en Comunicación Serial (Modbus ASCII)

Procedimiento Paso a Paso:

1

Abrir KEPServerEX Configuration

Ejecutar "KEPServerEX Configuration" desde el menú Inicio
Si es la primera vez, se abrirá el asistente de configuración
O hacer clic derecho en "Project" → "New" → "Channel"

2

Seleccionar Driver

En la ventana "Channel Properties", hacer clic en "Driver"
Buscar y seleccionar: "Modbus ASCII Serial"
Hacer clic en "Next"

Figura 9: Selección del driver Modbus ASCII Serial

3

Configurar Parámetros del Canal

Channel Properties:

Parámetro	Valor Típico	Descripción
Name	Modbus_ASCII_RS485	Nombre descriptivo del canal
Diagnostics	Enable	Habilitar diagnósticos para troubleshooting
Serial Port	COM1	Puerto serial físico o virtual
Baud Rate	9600	Velocidad de comunicación (debe coincidir con dispositivos)
Data Bits	7 u 8	Bits de datos (ASCII a veces usa 7, pero 8 es común)
Parity	Even	Paridad: Even es común en ASCII, pero depende del dispositivo
Stop Bits	1 o 2	Bits de parada
Flow Control	None	Control de flujo (típicamente None para RS485)
Response Timeout	1000 ms	Tiempo máximo de espera por respuesta
Inter-Frame Delay	50 ms	Retraso entre frames

4

Configuración Avanzada (Opcional)

Virtual Network: Dejar en "None" para configuración básica
Write Optimizations:
- "Write all values for all tags" - Escribe todos los valores
- "Write only the most current value for each tag" - Optimizado (recomendado)
Non-Normalized Device Addresses: Habilitar si se usan direcciones en formato hexadecimal

5

Finalizar Configuración

Hacer clic en "Finish" o "OK"
El canal aparecerá en el árbol del proyecto
Verificar que el estado sea "Connected" (verde)

Ejemplo de Configuración Completa (ASCII):

Canal: Modbus_ASCII_Principal ├─ Driver: Modbus ASCII Serial ├─ Puerto: COM3 ├─ Baud Rate: 9600 ├─ Data Bits: 7 ├─ Parity: Even ├─ Stop Bits: 1 ├─ Flow Control: None ├─ Response Timeout: 1000 ms ├─ Inter-Frame Delay: 50 ms ├─ Retry Attempts: 3 └─ Diagnostics: Enabled Estado: ✓ Connected Comunicación: OK (Formato ASCII con LRC)

⚠️ Verificaciones Importantes:

Verificar que el puerto COM no esté siendo usado por otra aplicación
Confirmar que los parámetros seriales coincidan con los dispositivos (especialmente Paridad en ASCII)
Para USB-RS485, instalar drivers correctos y verificar el número de puerto COM
Verificar cableado y terminación RS485

2.3 Creación de Dispositivo en Comunicación Serial

Procedimiento Detallado:

1

Agregar Nuevo Dispositivo

En el árbol del proyecto, hacer clic derecho sobre el canal creado
Seleccionar "New" → "Device"
O usar el botón "Add Device" en la barra de herramientas

2

Configurar Propiedades del Dispositivo

Device Properties:

Parámetro	Valor	Descripción
Name	PLC_Delta_01	Nombre identificador del dispositivo
ID	1	Dirección Modbus del esclavo (1-247)
Model	Modbus	Modelo del dispositivo (genérico o específico)
Driver	Modbus ASCII	Heredado del canal

3

Configuración Específica Modbus

Frame Type: ASCII (seleccionado en el canal)
Byte Order:
- "AB CD" - Big Endian (más común en Modbus)
- "CD AB" - Little Endian
- "BA DC" - Byte swap
- "DC BA" - Byte and word swap
Register Addressing:
- "0-based" - Dirección base 0 (0-65535)
- "1-based" - Dirección base 1 (1-65536)

4

Parámetros de Comunicación

Parámetro	Valor Recomendado
Connect/Disconnect on Demand	No (mantener conexión permanente)
Scan on Demand	No (scan continuo)
Scan Mode	"Read all values on demand" o "Respect tag-specified scan rate"
Request Timeout	1000 ms
Failover Timeout	3000 ms
Retries	3 intentos

5

Configuración de Tags Dinámicos (Opcional)

Para dispositivos que soportan auto-descubrimiento:

Habilitar "Dynamic Tags"
Configurar rango de direcciones a escanear
Especificar tipo de datos esperado

6

Verificar Conexión

Hacer clic en "OK" para guardar
El dispositivo aparecerá bajo el canal en el árbol
El icono debe mostrarse en verde (Connected)
Si está en rojo, verificar:
- Dirección del esclavo
- Cableado RS485
- Parámetros de comunicación (Paridad/Stop bits)
- Energización del dispositivo

Figura 10: Ventana de configuración de propiedades del dispositivo

Ejemplo - Múltiples Dispositivos:

Canal: Modbus_ASCII_RS485 │ ├─ Device: PLC_Delta_Tanque1 │ └─ ID: 1 │ ├─ Device: PLC_Delta_Tanque2 │ └─ ID: 2 │ ├─ Device: Medidor_Flujo │ └─ ID: 3 │ ├─ Device: Variador_Bomba │ └─ ID: 4 │ └─ Device: Controlador_Temperatura └─ ID: 5 Cada dispositivo tiene su propia dirección Modbus única (1-5) Todos comparten el mismo canal físico RS485

2.4 Delta PLC - Direcciones Modbus

Mapeo de Memoria Delta PLC:

Los PLCs Delta DVP series usan un sistema de direccionamiento específico que debe mapearse a direcciones Modbus estándar. Cada tipo de memoria (bobinas, registros) tiene un rango y dirección Modbus correspondiente.

Tabla de Direcciones Modbus para Delta DVP:

Dispositivo	Rango Delta	Tipo	Dirección Hex	Dirección Modbus (Dec)	Función Modbus
X (Entradas)	X0-X377	Bit	0000-00FF	1-256	02 (Read Discrete Inputs)
Y (Salidas)	Y0-Y377	Bit	0100-01FF	1-256	01 (Read Coils)
M (Auxiliares)	M0-M4095	Bit	0200-0FFF	1-4096	01 (Read Coils)
S (Pasos)	S0-S1023	Bit	0000-03FF	1-1024	01/02 (Read Coils/Inputs)
D (Datos)	D0-D9999	Word (16-bit)	1000-3FFF	40001-410000	03/04 (Read Registers)
T (Temporizadores)	T0-T255	Word	0400-04FF	40001-400256	03 (Read Holding Registers)
C (Contadores)	C0-C255	Word	0500-05FF	40001-400256	03 (Read Holding Registers)

Ejemplos Prácticos de Direccionamiento:

Ejemplo 1 - Leer entrada digital X0:

Dispositivo: X0
Tipo: Bit de entrada
Dirección Modbus: 1 (o 00001)
Función: 02 (Read Discrete Inputs)
Tag en KepServer: PLC_Delta_01.X0

Ejemplo 2 - Escribir salida Y5:

Dispositivo: Y5
Tipo: Bobina de salida
Dirección Modbus: 6 (Y0=1, Y1=2, ... Y5=6)
Función: 05 (Write Single Coil)
Tag en KepServer: PLC_Delta_01.Y5

Ejemplo 3 - Leer registro D100:

Dispositivo: D100
Tipo: Registro de datos (16-bit)
Dirección Modbus: 40101 (D0=40001, D100=40001+100)
Función: 03 (Read Holding Registers)
Tag en KepServer: PLC_Delta_01.D100

Ejemplo 4 - Leer valor de temporizador T10:

Dispositivo: T10
Tipo: Registro de temporizador
Dirección Modbus: 40011 (T0=40001, T10=40001+10)
Función: 03 (Read Holding Registers)
Tag en KepServer: PLC_Delta_01.T10

Fórmulas de Conversión:

Para registros D (Datos): Dirección Modbus = 40001 + Número de registro D Ejemplo: D500 → 40001 + 500 = 40501 Para bobinas M (Auxiliares): Dirección Modbus = 1 + Número de M Ejemplo: M100 → 1 + 100 = 101 Para entradas X: Dirección Modbus = 1 + Valor decimal de X Ejemplo: X10 → 1 + 8 (X0-X7=0-7, X10=8) = 9 Para salidas Y: Dirección Modbus = 1 + Valor decimal de Y Ejemplo: Y12 → 1 + 10 = 11 Nota: X e Y usan numeración octal en Delta PLC X0-X7, X10-X17, X20-X27... (no existe X8 ni X9)

Figura 11: Tabla completa de mapeo de direcciones Delta a Modbus

2.5 Creación de Tags en KepServer

Procedimiento para Crear Tags:

1

Acceder al Dispositivo

En el árbol del proyecto, expandir el canal
Expandir el dispositivo (ej. "PLC_Delta_01")
Hacer clic derecho sobre "Device" → "New" → "Tag"

2

Configurar Propiedades del Tag

Propiedad	Valor	Descripción
Name	Temperatura_Tanque1	Nombre descriptivo del tag
Address	D100	Dirección en formato Delta (o 40101 en Modbus)
Data Type	Word	Tipo de dato: Boolean, Short, Word, Long, Float, etc.
Access	Read/Write	Solo lectura o lectura/escritura
Scan Rate	1000 ms	Frecuencia de actualización
Description	Temperatura del tanque 1 en °C	Descripción del propósito del tag

3

Configuración Avanzada del Tag

Scaling (Escalado):

Raw Low: 0 (valor mínimo del PLC)
Raw High: 1000 (valor máximo del PLC)
Scaled Low: 0.0 (valor en ingeniería mínimo)
Scaled High: 100.0 (valor en ingeniería máximo)
Formula: Scaled = (Raw - RawLow) × (ScaledHigh - ScaledLow) / (RawHigh - RawLow) + ScaledLow

Alarmas (Opcional):

High Limit: 80.0 °C
Low Limit: 10.0 °C
High-High Limit: 90.0 °C (crítico)

Ejemplo Completo - Creación de Múltiples Tags:

Dispositivo: PLC_Delta_01 Tags de Entradas Digitales: ├─ Tag: Sensor_Nivel_Alto │ ├─ Address: X0 │ ├─ Data Type: Boolean │ └─ Description: Sensor de nivel alto del tanque │ ├─ Tag: Sensor_Nivel_Bajo │ ├─ Address: X1 │ ├─ Data Type: Boolean │ └─ Description: Sensor de nivel bajo del tanque │ └─ Tag: Bomba_Activa ├─ Address: X2 ├─ Data Type: Boolean └─ Description: Feedback de bomba encendida Tags de Salidas Digitales: ├─ Tag: Control_Bomba │ ├─ Address: Y0 │ ├─ Data Type: Boolean │ ├─ Access: Read/Write │ └─ Description: Control de encendido de bomba │ └─ Tag: Alarma_Sonora ├─ Address: Y1 ├─ Data Type: Boolean ├─ Access: Read/Write └─ Description: Activación de alarma sonora Tags de Registros Analógicos: ├─ Tag: Temperatura_Tanque │ ├─ Address: D100 │ ├─ Data Type: Word │ ├─ Scaling: 0-1000 → 0.0-100.0 °C │ └─ Description: Temperatura del tanque principal │ ├─ Tag: Presion_Sistema │ ├─ Address: D101 │ ├─ Data Type: Word │ ├─ Scaling: 0-4095 → 0.0-10.0 bar │ └─ Description: Presión del sistema │ ├─ Tag: Setpoint_Temperatura │ ├─ Address: D200 │ ├─ Data Type: Word │ ├─ Access: Read/Write │ ├─ Scaling: 0-1000 → 0.0-100.0 °C │ └─ Description: Setpoint de temperatura │ └─ Tag: Flow_Totalizer ├─ Address: D300 ├─ Data Type: Long (32-bit) └─ Description: Totalizador de flujo (litros)

Figura 12: Ventana de propiedades de tag en KEPServerEX

Tipos de Datos Soportados:

Tipo de Dato	Tamaño	Rango	Uso Típico
Boolean	1 bit	0 o 1	Entradas/salidas digitales
Short	8 bits	-128 a 127	Valores pequeños con signo
Word	16 bits	0 a 65535	Registros analógicos (D)
Long	32 bits	0 a 4294967295	Totalizadores, contadores
Float	32 bits	±3.4×10^38	Valores decimales (IEEE 754)
BCD	16 bits	0-9999	Display numéricos

2.6 Verificación del Estado de los Tags

Métodos de Verificación:

1

Quick Client de KepServer

Herramienta integrada para monitoreo rápido
Acceso: Tools → Quick Client
Permite ver valores en tiempo real
Posibilidad de escribir valores (tags RW)

Figura 13: Quick Client mostrando tags y valores en tiempo real

2

Diagnosticos del Canal/Dispositivo

Verificar estadísticas de comunicación:

Clic derecho en Canal/Dispositivo → "Diagnostics"
Información disponible:
- Communications: Bytes enviados/recibidos
- Requests: Solicitudes exitosas/fallidas
- Tags: Tags activos, scan rate
- Errors: Contador de errores, últimos errores

3

Event Log (Registro de Eventos)

View → Event Log
Muestra todas las actividades del servidor
Tipos de eventos:
- Information: Eventos normales (conexiones, cambios)
- Warning: Advertencias (reintentos, timeouts)
- Error: Errores críticos (falla de comunicación)
Filtrar por canal, dispositivo, severidad

Indicadores de Estado:

Icono	Estado	Significado	Acción
🟢	Connected	Comunicación OK	Ninguna - todo normal
🔴	Disconnected	Sin comunicación	Verificar cableado, energía, configuración
🟡	Partial	Algunos tags fallan	Verificar direcciones de tags problemáticos
⚪	Disabled	Canal/dispositivo deshabilitado	Habilitar en propiedades

Ejemplo de Troubleshooting:

Problema: Tag muestra calidad "Bad" o valor 0

Verificación paso a paso:

Verificar estado del dispositivo:
- ¿El icono del dispositivo está verde?
- Si está rojo, el problema es de comunicación general
Verificar dirección del tag:
- ¿La dirección existe en el PLC?
- ¿El formato es correcto? (D100, 40101, etc.)
- ¿El tipo de dato coincide? (Word, Boolean, etc.)
Probar con Quick Client:
- Abrir Quick Client
- Agregar el tag problemático
- Observar valor y calidad (Quality)
- Calidad "Good" = comunicación OK
- Calidad "Bad" = problema de comunicación/dirección
Revisar Event Log:
- Buscar errores relacionados con el tag/dispositivo
- Mensajes comunes:
  - "Timeout" - El dispositivo no responde
  - "Invalid address" - Dirección incorrecta
  - "Exception response" - Error en el dispositivo
Verificar en el PLC:
- Conectar al PLC con software de programación (WPLSoft)
- Verificar que la dirección exista
- Verificar que tenga un valor válido
- Verificar que no esté protegida contra escritura

Ejemplo de Lectura Exitosa en Quick Client:

KEPServerEX Quick Client ======================== Channel: Modbus_ASCII_RS485 [✓ Connected] └─ Device: PLC_Delta_01 [✓ Connected] ├─ Tag: Sensor_Nivel_Alto │ ├─ Address: X0 │ ├─ Value: TRUE │ ├─ Quality: Good │ └─ Timestamp: 2024-01-15 10:30:45.123 │ ├─ Tag: Temperatura_Tanque │ ├─ Address: D100 │ ├─ Value: 45.5 │ ├─ Quality: Good │ └─ Timestamp: 2024-01-15 10:30:45.456 │ ├─ Tag: Presion_Sistema │ ├─ Address: D101 │ ├─ Value: 3.2 │ ├─ Quality: Good │ └─ Timestamp: 2024-01-15 10:30:45.789 │ └─ Tag: Control_Bomba ├─ Address: Y0 ├─ Value: FALSE ├─ Quality: Good ├─ Access: Read/Write └─ Timestamp: 2024-01-15 10:30:46.012 Statistics: - Scan Rate: 1000 ms - Total Tags: 4 - Good Quality: 4/4 (100%) - Communication Errors: 0

⚠️ Problemas Comunes y Soluciones:

Tag siempre en 0: Verificar que el PLC esté escribiendo en esa dirección
Calidad "Uncertain": El dispositivo responde pero con advertencias
Valor parpadeante: Scan rate muy rápido o inestabilidad en la comunicación
Timeout frecuente: Aumentar "Response Timeout" o verificar ruido en la línea
Datos incorrectos: Verificar Byte Order (endianness) y tipo de dato

3. Software InfeLink - SCADA/HMI

¿Qué es InfeLink?

InfeLink es un software SCADA/HMI (Supervisory Control And Data Acquisition / Human Machine Interface) desarrollado para la creación de interfaces gráficas de supervisión y control industrial. Permite visualizar datos en tiempo real, crear alarmas, tendencias históricas y controlar procesos industriales.

Características Principales:

Conectividad OPC: Se conecta a servidores OPC (KEPServerEX, Matrikon, etc.)
Interfaz gráfica: Creación de pantallas HMI con objetos visuales
Animaciones: Vinculación de objetos a tags para visualización dinámica
Alarmas: Sistema de alarmas y eventos
Tendencias: Gráficos históricos en tiempo real
Reportes: Generación de reportes de producción
Seguridad: Control de acceso por usuarios y permisos

Figura 14: Interfaz principal de desarrollo en InfeLink

Arquitectura de InfeLink:

1

InfeLink Designer

Ambiente de desarrollo
Creación de pantallas
Configuración de tags
Definición de animaciones
Configuración de alarmas

2

InfeLink Viewer/Runtime

Ejecución de pantallas
Visualización en tiempo real
Interacción con el operador
Registro de datos
Gestión de alarmas

3.1 Creación de Botón y Configuración de Animación

Procedimiento Paso a Paso:

1

Abrir InfeLink Designer

Ejecutar InfeLink Designer
Abrir proyecto existente o crear nuevo proyecto
File → New Project (si es nuevo)
Nombre del proyecto: "Proyecto_Tanque"
Seleccionar carpeta de guardado

2

Crear Nueva Pantalla

Clic derecho en "Screens" → "New Screen"
Nombre: "Pantalla_Principal"
Tamaño: 1024×768 (o resolución deseada)
Color de fondo: Seleccionar color claro (blanco o gris claro)

Figura 15: Creación de nueva pantalla en InfeLink

3

Insertar Objeto Botón

En la barra de herramientas, seleccionar "Objects" o "Toolbox"
Buscar "Button" o "Push Button"
Hacer clic y arrastrar en la pantalla para dibujar el botón
Tamaño sugerido: 150×50 píxeles
Posición: Coordenadas X=100, Y=100

4

Configurar Apariencia del Botón

Doble clic en el botón o clic derecho → "Properties":

Propiedad	Valor
Name	btn_Control_Bomba
Caption/Text	CONTROL BOMBA
Font	Arial, 12pt, Bold
Background Color	Gray (estado normal)
Border Style	Sunken o Raised
Border Color	Black

5

Configurar Animación del Botón

En Properties, buscar pestaña "Animations" o "Dinámica":

Animación de Color (Fill Color):

Seleccionar "Fill Color" o "Background Color"
Tipo de animación: "Tag Value" o "Expression"
Tag: Seleccionar tag de KepServer
- Navegar a: OPC Server → KEPServerEX → Channel1.Device1
- Seleccionar: Control_Bomba (Y0)
Configurar estados:
- Value = 0 (FALSE): Color Gray
- Value = 1 (TRUE): Color Green

Animación de Texto (Caption):

Seleccionar "Caption" o "Text"
Tipo: "Tag Value"
Tag: Control_Bomba
Configurar:
- Value = 0: Texto "BOMBA OFF"
- Value = 1: Texto "BOMBA ON"

6

Configurar Acción del Botón (Click)

Pestaña "Events" o "Actions":

Evento: "On Click" o "Mouse Click"
Acción: "Write Tag Value" o "Toggle Tag"
Tag a escribir: Control_Bomba
Tipo de acción:
- Toggle: Cambia de 0 a 1 o de 1 a 0
- Set to 1: Siempre escribe 1 (ON)
- Set to 0: Siempre escribe 0 (OFF)
- Set Value: Valor específico
Recomendado: Toggle para control ON/OFF

7

Configuración de Seguridad (Opcional)

Pestaña "Security" o "Permissions"
Habilitar requerimiento de login
Nivel de acceso requerido: "Operator" o "Engineer"
Confirmación antes de ejecutar: Habilitar checkbox
Mensaje de confirmación: "¿Desea cambiar el estado de la bomba?"

8

Guardar y Probar

File → Save o Ctrl+S
Clic en "Run" o "Simulation" (F5)
Probar el botón:
- Hacer clic en el botón
- Verificar cambio de color (Gray → Green)
- Verificar cambio de texto ("OFF" → "ON")
- Verificar en Quick Client de KepServer que el tag cambió
- Verificar en el PLC que la salida Y0 cambió

3.2 Ingresar Grupo de Tags desde KepServer

Procedimiento de Importación:

1

Configurar Conexión OPC en InfeLink

En InfeLink Designer, ir a "Tags" o "Variables"
Clic derecho → "New Group" o "Add OPC Server"
Nombre del grupo: "Tags_PLC_Tanque"

Figura 17: Configuración de servidor OPC en InfeLink

2

Seleccionar Servidor OPC

Tipo de servidor: "OPC DA" (Data Access)
Seleccionar servidor: "Kepware.KEPServerEX.V6"
Si no aparece:
- Verificar que KEPServerEX esté ejecutándose
- Verificar que esté registrado como servidor OPC
- Tools → OPC Client en KepServer para probar
Computer: "Local" (si está en la misma PC) o IP remota

3

Navegar por el Árbol de Tags

Se mostrará el árbol de tags de KepServer:

└─ Kepware.KEPServerEX.V6 └─ [Channel1] Modbus_ASCII_RS485 └─ [Device1] PLC_Delta_01 ├─ Sensor_Nivel_Alto (Boolean) ├─ Sensor_Nivel_Bajo (Boolean) ├─ Control_Bomba (Boolean, R/W) ├─ Temperatura_Tanque (Word) ├─ Presion_Sistema (Word) ├─ Setpoint_Temperatura (Word, R/W) └─ Flow_Totalizer (Long)

4

Importar Tags Individuales

Expandir el árbol hasta ver los tags
Seleccionar tags deseados (Ctrl+clic para múltiples)
Clic derecho → "Add" o "Import"
O arrastrar y soltar en el grupo de tags de InfeLink
Los tags se agregan con el mismo nombre que en KepServer

5

Importar Todo el Dispositivo (Bulk Import)

Clic derecho en el dispositivo (PLC_Delta_01)
Seleccionar "Import All Tags" o "Add All"
Todos los tags configurados en KepServer se importan
Se mantiene la estructura jerárquica

6

Configurar Propiedades de Tags Importados

Para cada tag importado, configurar:

Propiedad	Configuración
Scan Rate	1000 ms (o según requerimiento)
Deadband	0.1% (para evitar cambios mínimos)
Alarm Enable	Sí/No según corresponda
Logging Enable	Sí para tags históricos
Description	Descripción en español

7

Verificar Conexión y Calidad

En la ventana de tags, verificar columna "Quality"
Debe mostrar "Good" para todos los tags
Si muestra "Bad":
- Verificar que KepServer esté corriendo
- Verificar que el dispositivo esté conectado
- Revisar Event Log de InfeLink
Verificar valores actuales en columna "Value"

Ejemplo - Estructura de Tags Importados:

Grupo de Tags: Tags_PLC_Tanque ├─ Conexión: OPC DA - Kepware.KEPServerEX.V6 ├─ Update Rate: 1000 ms └─ Tags: │ ├─ Digitales (Boolean): │ ├─ Sensor_Nivel_Alto │ │ ├─ Address: X0 │ │ ├─ Quality: Good │ │ ├─ Value: TRUE │ │ └─ Timestamp: 2024-01-15 10:30:45 │ │ │ ├─ Sensor_Nivel_Bajo │ │ ├─ Address: X1 │ │ ├─ Quality: Good │ │ └─ Value: FALSE │ │ │ └─ Control_Bomba │ ├─ Address: Y0 │ ├─ Access: Read/Write │ ├─ Quality: Good │ └─ Value: FALSE │ ├─ Analógicos (Word/Integer): │ ├─ Temperatura_Tanque │ │ ├─ Address: D100 │ │ ├─ Data Type: Word │ │ ├─ Scaling: 0-1000 → 0.0-100.0 │ │ ├─ Quality: Good │ │ ├─ Value: 45.5 °C │ │ └─ Alarm: High @ 80.0 °C │ │ │ ├─ Presion_Sistema │ │ ├─ Address: D101 │ │ ├─ Data Type: Word │ │ ├─ Scaling: 0-4095 → 0.0-10.0 │ │ ├─ Quality: Good │ │ └─ Value: 3.2 bar │ │ │ └─ Setpoint_Temperatura │ ├─ Address: D200 │ ├─ Access: Read/Write │ ├─ Quality: Good │ └─ Value: 50.0 °C │ └─ Totalizadores (Long): └─ Flow_Totalizer ├─ Address: D300 ├─ Data Type: Long (32-bit) ├─ Quality: Good └─ Value: 15234 litros Estadísticas del Grupo: - Total Tags: 7 - Good Quality: 7/7 (100%) - Update Rate: 1000 ms - Last Update: 2024-01-15 10:30:45 - Communication Errors: 0

Uso de Tags en Objetos Gráficos:

Una vez importados los tags, se pueden vincular a objetos:

Ejemplo - Crear Indicador de Temperatura:

Insertar objeto "Numeric Display" o "Text"
En Properties → Animation → Value
Seleccionar tag: Tags_PLC_Tanque.Temperatura_Tanque
Configurar formato: "0.0" (un decimal)
Agregar unidad: "°C"
El display mostrará el valor en tiempo real

Ejemplo - Crear Barra de Nivel:

Insertar objeto "Bar Graph" o "Progress Bar"
Animation → Fill/Value
Tag: Tags_PLC_Tanque.Presion_Sistema
Range: Min=0.0, Max=10.0
Color: Verde (0-5), Amarillo (5-8), Rojo (8-10)

Figura 18: Ventana de tags mostrando tags importados desde KepServer

⚠️ Consideraciones Importantes:

Sincronización: Los tags deben tener el mismo nombre o ser mapeados correctamente
Tipos de dato: Verificar que el tipo de dato en InfeLink coincida con KepServer
Permisos: Asegurar que InfeLink tenga permisos para leer/escribir en OPC
Rendimiento: No importar tags innecesarios (afecta el rendimiento)
Actualización: Si se agregan tags en KepServer, deben importarse nuevamente en InfeLink

Ejemplo Integrador - Sistema Completo

Caso Práctico: Control de Tanque de Agua

Sistema de bombeo con las siguientes características:

Tanque de almacenamiento de agua
Bomba controlada por PLC Delta
Sensores de nivel (alto/bajo)
Sensor de temperatura
Supervisión vía SCADA InfeLink

Figura 19: Diagrama del sistema de control de tanque

Configuración Completa:

1. Hardware:

PLC Delta DVP-14SS2
Módulo RS485 integrado
Entradas: X0 (Nivel Alto), X1 (Nivel Bajo), X2 (Temp Sensor)
Salidas: Y0 (Bomba), Y1 (Alarma)
Registros: D100 (Temperatura), D101 (Setpoint)

2. KepServerEX:

Channel: Modbus_ASCII_Tanque ├─ Port: COM3 ├─ Baud: 9600-7-E-1 (Ejemplo ASCII) └─ Device: PLC_Tanque_Agua ├─ ID: 1 └─ Tags: ├─ Sensor_Nivel_Alto (X0, Boolean) ├─ Sensor_Nivel_Bajo (X1, Boolean) ├─ Control_Bomba (Y0, Boolean, R/W) ├─ Alarma (Y1, Boolean, R/W) ├─ Temperatura (D100, Word, 0-1000→0-100°C) └─ Setpoint_Temp (D101, Word, R/W)

3. InfeLink - Pantalla Principal:

Botón: Control manual de bomba (Toggle Y0)
Indicador: Display numérico de temperatura
Barras: Indicadores de nivel (X0, X1)
Alarma: Indicador visual/sonoro cuando Y1=1
Input: Campo para modificar setpoint (D101)

Lógica de Control Automático (en PLC):

Programa en escalera (Ladder) para Delta PLC: Rung 1 - Encendido automático por nivel bajo: |--[X1]--------[Y0]----(Y0)----| Nivel Bajo Bomba Bomba (Normally (Seal) (Coil) Open) Rung 2 - Apagado por nivel alto: |--[/X0]-----------------------| Nivel Alto (Normally Closed) Rung 3 - Alarma por temperatura alta: |--[D100>D101]----(Y1)----| Temp > Setpoint Alarma Rung 4 - Lectura de temperatura: (Leer sensor analógico y escalar a D100) Operación: - Cuando el nivel baja (X1=1), la bomba arranca (Y0=1) - La bomba se mantiene encendida (self-holding) - Cuando el nivel alto se activa (X0=1), la bomba se detiene - Si la temperatura excede el setpoint, se activa alarma (Y1=1)

Figura 20: Pantalla SCADA completa en InfeLink

Flujo de Datos Completo:

PLC → KepServer:
- KepServer lee tags cada 1000 ms vía Modbus ASCII
- Direcciones: X0, X1, Y0, D100, etc.
KepServer → OPC:
- Traduce datos Modbus a formato OPC DA
- Mantiene calidad y timestamp
OPC → InfeLink:
- InfeLink se suscribe a tags OPC
- Recibe actualizaciones en tiempo real
InfeLink → Operador:
- Muestra datos en pantalla HMI
- Actualiza animaciones (colores, valores)
- Genera alarmas si corresponde
Operador → InfeLink:
- Operador hace clic en botón
- InfeLink escribe en tag OPC
InfeLink → KepServer → PLC:
- KepServer recibe escritura OPC
- Envía comando Modbus Write al PLC
- PLC actualiza salida Y0

Resumen y Mejores Prácticas

Puntos Clave del Curso:

1. Protocolo Modbus:

Protocolo estándar industrial maestro-esclavo
Dos formatos: ASCII (texto, fácil depuración) y RTU (binario, eficiente)
RS485: medio físico común (diferencial, multipunto, 1200m)
TCP/IP: versión Ethernet (más rápida, sin límite de distancia)
Funciones principales: 01-02 (lectura bits), 03-04 (lectura registros), 05-06 (escritura)

2. KepServerEX:

Servidor OPC que traduce protocolos industriales
Jerarquía: Channel → Device → Tag
Configuración serial: puerto, baud rate, paridad (importante en ASCII)
Delta PLC: mapeo específico de direcciones (X, Y, M, D, T, C)
Verificación: Quick Client, Diagnostics, Event Log

3. InfeLink SCADA:

Interfaz HMI para visualización y control
Conexión vía OPC DA a KepServer
Objetos animados vinculados a tags
Botones con acciones de escritura
Importación masiva de tags desde KepServer

Mejores Prácticas:

Configuración de Comunicación:

✓ Usar Modbus RTU para rendimiento, ASCII para depuración
✓ Baud rate: 9600 o 19200 (balance velocidad/confiabilidad)
✓ Cable blindado par trenzado para RS485
✓ Terminación de 120Ω en extremos del bus
✓ Direcciones Modbus únicas (1-247)
✓ Response timeout adecuado (1000-3000 ms)

KepServerEX:

✓ Nombres descriptivos para channels, devices, tags
✓ Habilitar diagnostics para troubleshooting
✓ Configurar scan rate apropiado (no más rápido de lo necesario)
✓ Usar scaling en tags analógicos
✓ Documentar direcciones y propósito de cada tag
✓ Backup regular de configuración (.kek file)

InfeLink:

✓ Diseño de pantalla intuitivo y claro
✓ Colores estándar (verde=OK, rojo=alarma, amarillo=advertencia)
✓ Confirmación en botones críticos
✓ Niveles de acceso por usuario
✓ Logging de alarmas y eventos
✓ Pruebas exhaustivas antes de producción

Seguridad:

✓ Proteger escrituras críticas con confirmación
✓ Usar passwords en niveles de acceso
✓ Auditoría de cambios importantes
✓ Backup de configuración y datos históricos
✓ Documentación actualizada del sistema

Errores Comunes a Evitar:

✗ Mezclar baud rates diferentes en el mismo bus RS485
✗ Olvidar terminación en RS485 (causa reflexiones)
✗ Direcciones Modbus duplicadas
✗ Scan rate demasiado rápido (satura la comunicación)
✗ No verificar calidad de tags ("Bad" quality)
✗ Olvidar configurar byte order (endianness)
✗ No probar escrituras antes de poner en producción
✗ Falta de documentación del sistema

Recursos Adicionales:

Documentación Modbus: www.modbus.org
Kepware Documentation: Documentación oficial de KEPServerEX
Delta PLC Manual: Manual de programación y comunicación DVP series
InfeLink Help: Ayuda integrada y manuales del software

¡Gracias por su Atención!

¿Preguntas?

Figura 21: Arquitectura completa del sistema

Resumen del Flujo Completo:

┌─────────────────┐ Modbus ASCII ┌─────────────────┐ │ PLC Delta │◄──────────────────►│ KepServerEX │ │ │ RS485 │ (OPC Server) │ │ - Entradas X │ │ │ │ - Salidas Y │ │ - Channel │ │ - Registros D │ │ - Device │ └─────────────────┘ │ - Tags │ └────────┬────────┘ │ │ OPC DA │ ┌────────▼────────┐ │ InfeLink │ │ (SCADA/HMI) │ │ │ │ - Pantallas │ │ - Animaciones │ │ - Alarmas │ │ - Tendencias │ └─────────────────┘

Temas Vistos:

Protocolo Modbus

Definición y características
Datagrama ASCII
Datagrama RTU
Modbus sobre RS485
Modbus sobre TCP/IP

KepServerEX

Concepto OPC Server
Creación de canal serial (ASCII)
Creación de dispositivo
Tags en Delta PLC
Verificación de estado

InfeLink SCADA

Creación de botones
Configuración de animaciones
Importación de tags desde KepServer
Ejemplo integrador completo

Próximos Pasos:

Practicar configuración en equipos reales
Experimentar con diferentes tipos de animaciones
Explorar alarmas y tendencias históricas
Implementar seguridad y usuarios
Desarrollar proyectos propios

¡Éxito en sus proyectos de automatización!