Buses de campo

CONTENIDO INTRODUCCION (*) NIVELES EN UNA RED INDUSTRIAL(*) REDES LAN INDUSTRIALES (*) COMUNICACIÓN INDUSTRIAL (*) BUSES DE CAMPO FUNCIONES DE LA CAPA DE ENLACE (no incluido) PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN INDUSTRIAL (no incluido) BIBLIOGRAFIA (*) Entregado 18/09/2018

BUSES DE CAMPO Índice INTRODUCCION BUSES DE CAMPO Y NIVEL OSI BUSES PROPIETARIOS Y BUSES ABIERTOS VENTAJAS DE LOS BUSES DE CAMPO NORMALIZACION EJEMPLOS DE BUSES DE CAMPOS CARACTERISTICAS BIBLIOGRAFÌA 18/09/2018

Introducción EVOLUCION CONTROLADOR CLASICO: PLC con E/S digitales o analógicas en lazo de corriente (4-20 mA). Mucho cableado Pocas posibilidades de diagnostico Sensores inteligentes: configuración y calibración remota. funciones de diagnostico y calibrado remoto Las entradas y salidas siguen siendo punto a punto y var analógicas en lazo de corriente (4-20mA) Bus de Campo: Bus de comunicación de datos digital (no punto a punto). Los datos se digitalizan y se envían como datos en el bus. Muchas ventajas. 18/09/2018

Buses de Campo 18/09/2018

Buses de Campo Convencional ProfiBus 18/09/2018

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Buses de campo Reemplazar sistemas de control centralizados por redes de control distribuido. Constituyen el nivel mas simple y próximo al proceso en la estructura de comunicaciones. Se basan en procesadores simples y protocolos sencillos para gestionar el enlace entre procesadores. Pasarelas: comunicación con buses superiores en jerarquía. Poca normalización. 18/09/2018

Buses de campo – niveles OSI Idealmente: De los 7 niveles. Se suele implementar solo 3. Nivel físico Tipo de conexión (mas de uno). Naturaleza señal Mas comunes: RS-485 semiduplex, BC y fibra óptica. Nivel de enlace Protocolos de acceso al medio (MAC) y de enlace (LLC) Se definen funciones y servicios de red mediante códigos de operación. Nivel de aplicación Permite creación de programas Se basa en funciones de la capa de enlace Se define el significado de los datos Aplicaciones propias de cada fabricante 18/09/2018

Estructura de Capas del Bus de Campo 18/09/2018

Buses Propietarios y Buses Abiertos Gran variedad de buses de campos: podemos distinguir: Buses Propietarios: Propiedad de una compañía (s) Necesario obtener licencia para su uso Condiciones de uso restringidas Buses Abiertos: Especificaciones publicas y disponibles a precio razonable. Componentes críticos disponibles Procesos de validación/verificación bien definidos y disponibles. 18/09/2018

Características de un Bus de Campo 􀀹 Diseñado para transmitir pequeñas cantidades de datos 􀀹 Cubrir necesidades de tiempo real 􀀹 Tener gran compatibilidad electromagnética 􀀹 Número reducido de estaciones 􀀹 Fácil configuración 􀀹 Protocolos simples y limitados 􀀹 Bajos costes de conexión 􀀹 Pseudoconsistente con el modelo OSI de ISO 􀃖 18/09/2018

Ventajas de los Buses de Campo Flexibilidad Nuevo instrumento  conexión al bus y conf. Remota Buses abiertos resultara posible la conexión de instrumentos de distintos fabricantes al mismo bus. Seguridad Transmisión de señales de diagnostico de sensores y actuadores. Permite incluir en el control de planta actuaciones ante fallos de periféricos. Precisión Transmisión digital Mantenimiento fácil Diagnostico y calibración remota Localización rápida de averías: reducción de tiempo parada y perdida de producción. Reducción de complejidad Reducción drástica de cableado, y armarios de conexión Menor numero de PLCs 18/09/2018

Profibus ProfiBus: impulsado por fabricantes Alemanes Estándar abierto bajo norma DIN 19.245 Variantes: Profibus DP, FMS y PA Subjuego de MINIMAP Concreta el nivel de aplicación Topología en BUS o Árbol Medio físico: RS-485, fibra óptica y enlaces Módem y radio. Acceso al medio: multimaestro (paso testigo con maestro flotante) Fabricantes: Bosch. Siemens, ABB, AEG, Danfoss 18/09/2018

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Ventajas del profibus 􀀹Transmite pequeñas cantidades de datos 􀀹Cubre necesidades de tiempo real 􀀹Tiene gran compatibilidad electromagnética 􀀹Número reducido de estaciones 􀀹Fácil configuración 􀀹Ampliación o reducción de elementos Plug & Play 􀀹Bajos costes de conexión y cableado 􀀹Pseudoconsistente con OSI 􀀹Permite integrar los dispositivos menos inteligentes 􀀹Protocolos simples y limitados 18/09/2018

Familia ProfiBus 18/09/2018

ASI Actuador Sensor Interface: impulsado por fabricantes de actuadores-sensores. Sistema abierto Topología en árbol estrella o bus. Posibilidad derivaciones. Longitud 100m (máx.. 300m con repetidores) Conexión directa (conectores tipo vampiro) Velocidad: 167kbps Datos por modulación corriente Muy utilizado con Profibus DP Fabricantes (mas de 160): Siemens, Schneider Electric, Danfoss, etc. 18/09/2018

BitBus BitBus: registrado por Intel Protocolo abierto: dominio publico alta velocidad y bajo coste Cumple normas IEC Bus asíncrono (reloj o autoreloj NRZI) controlado por uc 8044 (ASIC): 8051 + SUART + ROM con funciones protocolo Ventaja: interfaz 8044 disponible de bajo costo. Existe software de aplicación. Inconveniente: no reconocido en normas internacionales. Poco usado Fabricantes: Intel, Adicom, Analog Devices, Hitachi, Honeywell, Phoenix, etc. 18/09/2018

ModBus ModBus. Registrado por Gould Inc. Desarrollado por Modicon para comunicación entre PLC’s. Estándar de uso: no reconocido en norma internacional Topología en bus Medio físico: RS-485 semiduplex con PT, RS-422, fibra óptica. Acceso al medio: maestro-esclavo Debido a su simplicidad y especificación abierta, actualmente es ampliamente utilizado por diferentes fabricantes. Entre los dispositivos que lo utilizan están: PLC, HMI, RTU, Drives, sensores y actuadores remotos. El protocolo establece como los mensajes se intercambian en forma ordenada y la detección de errores. El protocolo especifica: formato de trama, secuencias y control de errores. Existen dos variantes en el formato: ASCII y RTU Solo especifica la capa de enlace del modelo ISO/OSI. A cada esclavo se le asigna una dirección fija y única en el rango de 1 a 247. 18/09/2018

Tipos de Buses de Campo Buses Especiales: 􀃖 CAN-VAN 􀃖 HART 􀃖 Buses para navegación 􀃖 Buses médicos 􀃖 ERA MIL-1553B 􀃖 Buses de edificios 􀃖 Buses de instrumentación 􀃖 Buses de fabricantes 􀃖 ........ 􀃖 .... MODBUS..... 􀃖 HART 􀃖 BitBus 􀃖 Profibus 􀃖 FIP WorldFIP 􀃖 Fieldbus-Foundation 􀃖 ECHELON 􀃖 Interbus-S 􀃖 CAN Device-Net 􀃖 CanOpen CAL SDS 􀃖 ControlNet 􀃖 AS-i 18/09/2018

Características 18/09/2018

Bibliografía Revista de Automática e Instrumentación. http://neutron.ing.ucv.ve/revista-e/No4/RCI.html www.fieldbus.com/techinfo.html www.profibus.com http://www.automatas.org/redes/opc.htm www.as-interface.net http://jai.uvigo.es/control.php Quezada J., “Bus CAN: Estado de buses industriales y aplicaciones” Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales”, 2003. Sirgo J.A., “Redes locales en entornos industriales: Buses de campo”, Universidad de Oviedo, 2000. Pedro Morcillo Ruiz, Julián Cócera rueda. “Comunicaciones Industriales”. Internacional Thomson Editores Spain Paraninfo S.A. 2000. J. Balcells, J. L. Romeral. “Autómatas programables”. Marcombo S.A. 1997 Fred Halsall. “Comunicación de datos, redes de computadores y sistemas abiertos”. Cuarta edición. Addison-Wesley Iberoamericana. 1998. 18/09/2018