Implementación de comunicación MODBUS TCP Servidor-cliente entre PLC S7 1200 con ESP32 en la celda flexible de manufactura de las UTS

Abstract

En este proyecto, se implementó una comunicación eficiente entre un PLC Siemens S7-1200 y un ESP32 utilizando el protocolo MODBUS TCP dentro del entorno de la celda flexible de manufactura de las Unidades Tecnológicas de Santander (UTS). El objetivo fue garantizar un intercambio de datos eficiente y en tiempo real entre ambos dispositivos, cumpliendo con los estándares de comunicación industrial y las necesidades del sistema. El diseño se basó en una arquitectura de comunicación cliente-servidor, donde el PLC S7-1200 desempeña el rol de cliente y el ESP32 actúa como servidor MODBUS TCP. En este esquema, el PLC se configuró para realizar lecturas y escrituras periódicas en registros específicos del ESP32 (holding registers), lo que permite la supervisión y control de variables clave en la celda de manufactura. Una de las principales características de este proyecto fue la conexión de una termocupla al ESP32, utilizada para medir la temperatura en tiempo real. Esta medición es crítica para procesos industriales que requieren monitoreo y control preciso de las condiciones térmicas. El ESP32, equipado con un circuito de acondicionamiento de señal y el firmware desarrollado, interpreta las lecturas de la termocupla y las pone a disposición del PLC mediante registros MODBUS. Esto permite que el PLC integre estas lecturas en su lógica de control, asegurando una respuesta adecuada a los cambios en el entorno. El firmware desarrollado para el ESP32 fue implementado utilizando el entorno Arduino IDE y una librería de MODBUS optimizada para este microcontrolador. Este firmware permite procesar las solicitudes de datos enviadas por el PLC, facilitando la integración de sensores.Se llevaron a cabo pruebas rigurosas para evaluar la conectividad, los tiempos de respuesta y el manejo de errores, asegurando una comunicación confiable y sin interrupciones. Como resultado, la solución implementada no solo mejora la interoperabilidad de los dispositivos en la celda de manufactura, sino que también habilita la posibilidad de extender el sistema hacia aplicaciones futuras, como la conexión con plataformas en la nube para el monitoreo remoto. Este proyecto demuestra cómo es posible integrar dispositivos industriales como el PLC Siemens S7-1200 con dispositivos de bajo costo como el ESP32, optimizando recursos y promoviendo la implementación de tecnologías IoT en el contexto de la industria 4.0.