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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Comunicaciones Industriales - Resumen

ALUMNO Jorge Deza Concori DOCENTE: Ing. Alfredo Calizaya C. Tacna – Perú 2017

COMUNICACIONES INDUSTRIALES: PROFINET I.

INTRODUCCIÓN PROFINET (Acronimo de Process Field Net) es un estándar técnico industrial para las comunicaciones de datos sobre Ethernet Industrial , diseñado para recolectar datos de equipos en sistemas industriales asi como su control , con la particular característica de entregar datos bajo minimos tiempo de retardo (menores a 1ms ).     

II.

Acronimo de Proccess Field Net / Está basado en Ethernet Industrial, estándar abierto de PI Utiliza TCP/IP y Estándares IT Es Ethernet en Tiempo Real Permite la integración adecuada e idónea de los sistemas de Bus de Campo

ETHERNET INDUSTRIAL PROFINET

Resumido bajo el grafico superior, PROFINET tiene como principales Caracteristicas

• • • • • • • •

Desarrollado para todas los procesos de automatizacion Comunicación en Tiempo Real Dispositivos de Campo Distribuidos, llevados a PROFINET a traves de Ethernet Industrial Ofrece soluciones de comunicacion para tareas de movimiento (bombas, ventiladores, aplicaciones de movimiento isocrono) Estructuras de Automatizacion distribuidas: resolucion de problemas mediante modularizacion Sustentado en tecnologia 100 Mbps, o topologias en estrella, linea o anillo, entregando flexibilidad Funciones para configuracion optima y de diagnóstico, datos accesibles via online Cumple con los requerimientos de seguridad al personal, maquinas y medioambiente, y comunicacion a prueba de fallos incluso en LAN Inalambrico Industrial

A.

Comunicación en Tiempo Real

Trama Ethernet, incluyendo trafico TCP/IP – Datos de Tiempo Real (RT e IRT) El empleo del switch, elimino el problema de las colisiones (CSMA) pero debido a los registros FIFO, ethernet no era deterministico, no se podía saber en que momento llegaria a destino Profinet es determinista ya que garantiza que el paquete llegue a destino en un tiempo minimo, para aplicaciones en tiempo real

B.

Dispositivos de Campo Distribuido

Son todos los dispositivos que están que están encargados directamente con el proceso, para la obtención de datos y operación de actuadores, asi como sensores, robots, motores, equipos hidráulicos o neumáticos Además, PROFINET permite Servicios IT como puesta en marcha online o arranque en linea , diagnóstico de red a través de Protocolo Simple de Administracion de Red (SNMP) para ser empleado en los DFD Dispositivos de Campo Distribuido

C.

Control de Movimiento

Ciclo de Tiempo

1 ms

500 us

250 us

Numero de estaciones*

272

128

56

Jitter

< 1 us

< 1 us

< 1 us

*Tomando en cuenta dispositivos con 40 bytes de datos de entrada y 40 bytes de salida, en cada controlador con 4 puertos

D.

Estructuras de Automatizacion Distribuida

PROFINET tiene definido un estándar para implementar estructuras de planta modulares Este tipo de resolucion de procesos consiste en subdividir el programa principal en modulos pequeños y estos puedan resolverse independientemente (divide y vencerás).

E.

Instalacion de

Red Basado en Tecnologia de Switching a 100 Mbps Distintas topologias de red posibles para mayor flexibilidad en la red, asi como mixtas

F.

Estándares IT y Seguridad

Como principales características posee: • • • •

Administracion de Diagnostico gracias a SNMP, asi como monitoreo de componentes Aceptacion de protocolos HTTP, XML, o HTML Proteccion ante redes Externas: Perfiles PROFIsafe

G.

Seguridad

PROFINET emplea el perfil PROFIsafe para la seguridad en las comunicaciones, basado en el estándar IEC 61508, certificado por TUV PROFIsafe utiliza RT o IRT y realiza distintos procedimientos Ante fallas del tipo:  Repeticion, Perdida, doble sequencia, corrupcion de Datos, Retardos, Fallas en el FIFO

III.

Modelo de Referencia OSI en PROFINET

Trama Ethernet

Estándar IEEE 802.1Q Creado para que Multiples Redes Compartan el mismo medio Fisico sin interferencia entre ellas Define un sistema de etiquetado VLAN para tramas Ethernet, asi como QoS Todos los dispositivos de Interconexion que soportan VLAN deben seguir esta normativa Estándar IEEE 802.1D Estándar para Bridges MAC, Bridging, diferente a Routing  Protocolo Spanning tree Este protocolo proporciona una topologia de red libre de bucles en un red ethernet, pero a la vez el algoritmo se encarga que conexiones redundantes sean desactivadas mientras la linea principal este activa

Piramide de Automatizacion PROFINET

Comparacion de Medios de Transferencia

Red Entre Infraestructuras Idoneo para altas velocidades Maxima distancia entre nodos

Ensamble In-situ Estructuras de red redundantes Maxima Expansion de Red

Redes Par Trenzado No

Redes Fibra Optica Si

Redes Inalambricas

Parcialme nte 100 m

Si

No

3000 m MultiModo 15 km monomodo Equipos especiales Anillo Optico

30 m /segmento (interiores) 100m/segmento (exteriores) Personal Calificado

No especial Anillo Electrico 5000m

Si

Hasta 150 km

Diferentes Frecuencias (2,4GHz/5GHz) 1000m /segmento

Comparacion PROFIBUS/PROFINET Característica Topologia

PROFIBUS Linea-Anillo-Árbol

Tamaño de la Red

Máximo 126

Veloc. de transferencia Tasa de Actualizacion y Priorización

Hasta 12 Mbps Todos los dispositivos poseen lo mismo Master Clase 1 Esclavo Master Clase 2

Estacion de control Equipo de IO Herramientas de Diagnostico/Configuracion Protocolos

DPV0, DPV1, DPV2

Servicios IT

No es posible

Tiempo Real

Si

Redundancia Acceso Diagnostico Estándar Alarmas

PROFINET Linea-Anillo-ÁrbolEstrella Ilimitada ( dado por el controlador I/O) 100 Mbps a más Ajuste individual para cada dispositivo Controlador I/O Dispositivo I/O Supervisor I/O PROFINET RT, ARP, DCP,SNMP, LDP, TCP /IP Integrado en los dispositivos Si

Posible pero especifico de acuerdo al fabricante Cambios posibles, necesita reinicio de la red Si

Simple y Estandarizado Posible sin interrumpcion SI

Solo con DPV1

Si, con prioridad

Dispositivos de Red Terminacion

Repetidores, Hubs, OLMs

Switches

Seleccion de Switch

Cable de Cobre

Par trenzado de 2 nucleos

Construido en conector Par trenzado 4 nucleos

Fibra Optica

Plastico- Multimodo o Monomodo