Orientaciones para el Estudiante

Esta guía proporciona las instrucciones paso a paso para llevar a cabo la práctica de laboratorio virtual ModbusLab.

🚀 1. Primeros Pasos e Identificación

Ingreso a la aplicación: Abra la aplicación web de ModbusLab en su navegador.
Selección de Variante: En la pantalla de inicio, ingrese su Número de Lista (1 al 44) asignado por el profesor.
Carga de Datos: Al ingresar su número, el sistema cargará automáticamente los parámetros correspondientes a su variante en la barra superior y en el panel de tareas.

Persistencia de Datos

Su sesión, la bitácora de tramas y el avance de sus tareas se guardan automáticamente en su navegador (localStorage). Si recarga la página o cierra la pestaña, no perderá su trabajo.

🛠️ 2. Estructura de la Interfaz

La interfaz principal consta de dos pestañas de trabajo en la columna izquierda:

Bits operations: Destinada a la interacción con el PLC virtual LS Master-K120S (Estación 2).
Registers operations: Destinada a la interacción con el Analizador de Redes Carlo Gavazzi WM14 (Estación 1).

Cada pestaña contiene su propio Editor de Mensajes, su Configuración del Enlace, su Consola de Tramas y su Monitor en Tiempo Real.

✍️ 3. Composición de Tramas Modbus a Mano

El objetivo central del laboratorio es que usted mismo construya las tramas Modbus especificando sus campos en formato hexadecimal.

Campos del Editor de Mensajes

Campo	Rango / Formato	Descripción
Estación (Unit ID)	`0` – `5`	Dirección del esclavo en el bus (`1` = Analizador WM14, `2` = PLC Master-K, `0` = Broadcast).
Función	Selector	Código de función Modbus (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 15, 16).
SubFunción	Hex `HHHH`	Subcódigo para funciones de diagnóstico (p. ej. Fn 08).
Dirección	Hex `HHHH`	Dirección inicial de memoria en hexadecimal (4 dígitos).
Número / Cantidad	Hex `HHHH`	Cantidad de bits o palabras a leer o escribir.
Octetos (Bytes)	Hex `HH`	Número de bytes de datos (utilizado en Fn 15 y Fn 16).
Datos	Hex `HHHH` / Bin `BB`	Valor o valores a escribir. En Fn 15 es una secuencia de 8 bits binarios (`10110010`).

Habilitación de Campos según la Función

Dependiendo de la función Modbus seleccionada, el editor habilitará únicamente los campos requeridos:

+--------+-----------+-----------+------------+-----------+-----------+
| Función| Subfunción| Dirección | Cant./Num. |  Octetos  |   Datos   |
+--------+-----------+-----------+------------+-----------+-----------+
|   01   |     -     |     X     |     X      |     -     |     -     |
|   02   |     -     |     X     |     X      |     -     |     -     |
|   03   |     -     |     X     |     X      |     -     |     -     |
|   04   |     -     |     X     |     X      |     -     |     -     |
|   05   |     -     |     X     |     -      |     -     |     X     |
|   06   |     -     |     X     |     -      |     -     |     X     |
|   15   |     -     |     X     |     X      |     X     |  X (Bin)  |
|   16   |     -     |     X     |     X      |     X     |  X (Hex)  |
+--------+-----------+-----------+------------+-----------+-----------+

📋 4. Guía Detallada de Tareas del Laboratorio

Para completar el laboratorio debe cumplir 9 Tareas Obligatorias más 1 Tarea Opcional adaptadas a su variante.

Tareas del PLC (Estación 2)

🔹 Tarea 1: Escribir 1 en el bit de la variante

Objetivo: Encender la salida especificada en su variante (p. ej., P40 = dirección 0040h).
Estación: 2
Función: 05 (Escritura de un bit)
Dirección: Dirección hex del bit (p. ej., 0040)
Dato: FF00 (Valor estándar Modbus para encender un bit)

🔹 Tarea 2: Leer el bit encendido

Objetivo: Comprobar mediante lectura que el bit fue encendido.
Estación: 2
Función: 01 o 02 (Lectura de bits)
Dirección: Dirección hex del bit (p. ej., 0040)
Número: 0001 (1 bit)

🔹 Tarea 3: Escribir 0 en el bit de la variante

Objetivo: Apagar el bit de la variante.
Estación: 2
Función: 05
Dirección: Dirección hex del bit (p. ej., 0040)
Dato: 0000 (Valor estándar Modbus para apagar un bit)

🔹 Tarea 4: Leer el bit apagado

Objetivo: Verificar mediante lectura que el bit se apagó.
Estación: 2
Función: 01 o 02
Dirección: Dirección hex del bit
Número: 0001

🔹 Tarea 5: Leer un rango de entradas en una sola lectura

Objetivo: Leer el grupo de entradas asignado en su variante (p. ej., P00 a P04).
Estación: 2
Función: 01 o 02
Dirección: Dirección de la primera entrada (p. ej., P00 -> 0000)
Número: Cantidad de entradas del rango (p. ej., de P00 a P04 son 5 entradas -> 0005)

🔹 Tarea 6: Escribir el valor `5555h` a partir de la dirección base del PLC

Objetivo: Escribir una palabra en la memoria del PLC en la dirección base asignada.
Estación: 2
Función: 06 (Escritura de una palabra) o 16 (Escritura de múltiples palabras)
Dirección: Dirección base en hexadecimal indicada en su variante (p. ej., 2000)
Dato: 5555

🔹 Tarea 7: Leer un registro de salida en la dirección `P00`

Objetivo: Leer la palabra del área P en la dirección 0000h.
Estación: 2
Función: 03 o 04 (Lectura de palabras)
Dirección: 0000
Número: 0001

Tareas del Analizador WM14 (Estación 1)

¡Atención al Direccionamiento del WM14!

En el analizador WM14, cada registro de 16 bits ocupa 2 direcciones de byte. Por tanto, la dirección siempre debe ser par (0280h, 0282h, 0284h...).

🔹 Tarea 8: Leer magnitudes en lecturas individuales

Objetivo: Efectuar lecturas individuales (de 1 registro o 2 registros según el tipo) para cada una de las 3 magnitudes asignadas a su variante.
Estación: 1
Función: 03 o 04
Dirección: Dirección en hexadecimal correspondiente a la variable.
Número: 0001 (o 0002 para variables de 32 bits como energía o contadores).

🔹 Tarea 9: Leer 4 registros a partir de la dirección base del analizador

Objetivo: Leer un bloque continuo de 4 registros comenzando en la dirección base del analizador asignada a su variante.
Estación: 1
Función: 03 o 04
Dirección: Dirección base en hexadecimal indicada en la tabla de variantes (p. ej., 0280)
Número: 0004 (Leera 4 registros consecutivos de 16 bits).

🌟 Tarea 10 (Opcional): Reescalado mediante modificación del parámetro `Ct_ratio`

Leer Ct_ratio: Envíe una trama a la Estación 1, Fn 03, Dirección 1084h, Número 0001. Compruebe que la respuesta devuelve el valor actual (0019h = 25).
Modificar Ct_ratio: Envíe Fn 06 a la Dirección 1084h con el valor 0032h (50 en decimal).
Observar el efecto: Vuelva a leer la corriente de fase en el analizador (p. ej., 0282h para A L1). Compruebe cómo la lectura medida en el amperímetro se ha duplicado, aunque el valor bruto del registro del medidor no ha cambiado.

🖥️ 5. Uso de los Monitores y la Consola

Consola de Tramas

Muestra la lista de tramas transmitidas ($\rightarrow$) y recibidas ($\leftarrow$). Al hacer clic en cualquier fila, la consola se expande para mostrar: - Desglose de bytes (Estación, Función, Dirección, Datos, CRC/LRC). - Verificación del cálculo de CRC-16 o LRC. - Conversión a magnitudes físicas e interpretación de ingeniería.

Monitores de Dispositivos

PLC Monitor: Muestra LEDs de Entradas (arriba) y Salidas (abajo). Al hacer clic sobre las entradas virtuales, puede simular el estado de los interruptores físicos.
Analizador Monitor: Muestra voltímetros y amperímetros de aguja e instrumentos digitales LCD. Incluye un Banco de Cargas Trifásico conmutable para variar la potencia consumida.

❓ 6. Preguntas Frecuentes y Diagnóstico

¿Por qué obtengo una Excepción Modbus?

Excepción 01 (ILLEGAL FUNCTION): Ha enviado un código de función no soportado por el dispositivo (p. ej. Fn 05 al analizador o Fn 0 al PLC).
Excepción 02 (ILLEGAL DATA ADDRESS): La dirección especificada está fuera de rango o ha usado una dirección impar en el analizador WM14.
Excepción 03 (ILLEGAL DATA VALUE): La cantidad de registros o bits solicitada excede los límites permitidos, o ha enviado un valor diferente de FF00/0000 en Fn 05.
Excepción 06 (SLAVE DEVICE BUSY): El candado de programación del analizador está activo y requiere introducir primero la contraseña en la dirección 1080h.

¿Por qué obtengo un Timeout (Tiempo de espera agotado)?

Ha enviado un mensaje a una dirección de estación inexistente (diferente de 1 y 2).
Ha configurado probabilidades de pérdida de trama en el panel de condiciones del enlace.

📄 7. Generación e Impresión del Informe Final

Al finalizar sus tareas, haga clic en el botón "Generar informe" en la barra superior. Se abrirá una vista previa formateada de su informe con: - Estado de cumplimiento verificado de cada tarea. - Trama exacta enviada y respuesta obtenida que satisfizo la tarea. - Bitácora completa codificada y decodificada con marcas de tiempo. - Estado final de los mapas de memoria de los dispositivos.

Puede descargar su informe en formato Markdown (.md) o imprimirlo/guardarlo en PDF directamente desde el navegador.