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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA FASE DE RECONOCIMIENTO

TELECONTROL FASE RECONOCIMIENTO

PRESENTADO POR: IVAN DAVID ARCOS REYES

TUTOR: ERIK MIGUEL BARRIOS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

FACULTAD DE INGENIERIA CEAD PASTO 2019 1

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA FASE DE RECONOCIMIENTO UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

OBJETIVOS GENERALES  Reconocer aspectos básicos en cuanto a la asignatura de Telecontrol se refiere mediante el reconocimiento de cada uno de los entornos que la componen, y reconociendo conceptos básicos aplicables a lo largo de la solución de cada una de las actividades del curso.

ESPECIFICOS  Realizar una actualización de los datos e identificar cada uno de los entornos que componen la asignatura de Telecontrol  Identificar las características en cuanto a buses de campo se refiere, en el cómo se emplean y la finalidad por lo cual fueron creadas  Reconocer las características y metodologías para la realización de un diseño e implementación de sistemas y topologías empleadas en las redes industriales

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

INTRODUCCION Este trabajo está desarrollado con el objetivo

de reconocer claramente las

características en cuanto a telecontrol se refiere mediante la asimilación de conceptos básicos e importantes que componente dicha temática. Mediante la ejecución de mapas conceptuales y cuadros comparativos se logra comprender conceptos sobre temas como los buses de campo y las topologías empleadas en las redes industriales.

Actividades a desarrollar Actividad individual. Para mantener una comunicación más activa con los participantes del curso, se debe actualizar el perfil, incluyendo una foto y las expectativas del curso.

Cuadro comparativo Buses de Campo. 1. El estudiante debe elaborar un cuadro comparativo donde se expongan las características de los buses de campo (HART, Red AS-i, Modbus, Devicenet, Profibus, Foundation Fieldbus, Industrial Ethernet & Profinet.)

Medio

Descripción

Topología

comun icació n

Medio

Tiempo de ciclo

HART

Red AS-i

Devicenet

Profibus

Es un protocolo para bus de campo soportado por la Hart communication Foundation y la Fieldbus Foundation. Su campo de aplicación básico de la comunicación es la comunicación digital sobre las líneas analógicas clásicas de los sistemas de instrumentación, manteniendo estás en servicios. Sus prestaciones como bus de campo son reducidas. Es un bus de campo desarrollado inicialmente por Siemens par la interconexión de actuadores y sensores binarios. Actualmente está recogido por el estándar IEC TG 17B. A nivel físico la red puede adoptar cualquier tipo de topología estructura en bus, en estrella en árbol o en anillo. Permite una interconexión de hasta 31 esclavos, la longitud máxima de cada segmento es de 100 metros entre cada nodo y su velocidad de transmisión es de 167 Kbps. Además dispone de repetidores que permiten la unión de hasta tres segmentos y de puentes hacia redes Profibus Bus basado en CAN, cuya capa física y capa de enlace se basan en ISO 11898,y en la especificación de Bosh10 2.0. DeviceNe, que define una de las más sofisticadas capas de aplicaciones industriales sobre bus CAN, fue desarrollado por Allen Bradley en 1994, posteriormente paso a ser un especificación abierta soportada en la ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) De acuerdo con Profibus Profinet (2010), se desarrolló bajo un proyecto financiado por el gobierno alemán y se encuentra normalizado en

500 ms para digital

Master/ Slave

Par trenzado

Bus, estrella Anillo, estrella

Master/ Slave

Par trenzado ,fibra óptica

Troncal/pu ntual/bifurc ación

Master/ Slave

Par trenzado , Fibra óptica

Multimaster Peer to peer

Línea, estrella, anillo

Master/ Slave Peer to Peer

Par trenzado, fibra óptica

5ms con direccion amiento estándar

Alemania por DIN E 19245 y en Europa por EN 50170. El desarrollo y posterior comercialización ha contado con el apoyo de importantes fabricantes como ABB, AEG, Siemens Klóckner-Moeller. Está controlado por la PNO y la PTO. Existen tres versiones de Profibus, cada una de ellas especializada para un campo de comunicación.  Profibus DP(Decentralized peripheri).Optimiza do para aplicaciones de velocidad y bajo costo, orientado a sensores/actuadore s enlazados a procesadores (PLC) o terminales  Profibus PA(Process Automation) Está diseñado para el control de procesos y cumple con normas especiales de seguridad en ambientes peligrosos y con riesgo de explosión como la industria química.  ProfibusFMS(Fieldbus Message Spesification). Es la solución para comunicaciones entre las células de procesos o equipos de automatización. La evolución de Profibus hacia la utilización de protocolos TCP/IP para enlace a nível de proceso hace que este perfil este perdiendo importancia.Brinda una alta velocidad de 9.6 Kbps a 1500 Kbps sobre distancias superiores a 100Km

Foundatio n Fieldbus

Industrial Ethernet

Un bus orientado sobre todo a la interconexión de dispositivos, en industrias de proceso continuo, asegura (Foundation Fieldbus, 2006). Su desarrollo ha sido apoyado por importantes fabricantes de instrumentación (FisherRosemount, Foxboro). En la actualidad existe una asociación de fabricantes que utilizan este bus, que gestiona el esfuerzo normalizador, la Fieldbus Foundation. Normalizado como ISA SP50, IEC –ISO 61158 (ISA es la asociación internacional de fabricantes de dispositivos de instrumentación de procesos ) La norma IEEE802.3 basada en el Ethernet de Xerox se ha convertido en el método más extendido para interconexión de computadoras personales en redes de proceso de datos. En la actualidad se vive una auténtica revolución en cuanto a su desplazamiento hacia las redes industriales. Es indudable esa penetración de diversos buses de campo establecidos como Profibus y Modbus han adoptado Ethernet como la red apropiada para los niveles superiores. En todo caso, se buscan soluciones a los principales inconvenientes de Ethernet como soporte para comunicaciones industriales. Parece difícil que Ethernet tenga futuro a nível de sensor, aunque puede aplicarse en nodos que engloban conexiones múltiples de entradasalida. Ethernet está ocupado en una área importante entre las opciones para las redes industriales, pero parece aventurado afirmar como se ha llegado hacer, que pueda llegar a penetrar en

estrella

Single/ multi master

Par trenzado, fibra óptica

Bus, estrella, malla cadena.

Master/ Slave

Coaxial, Par trenzado, fibra óptica

H1: menor de 500 ms HSE: Menor

los níveles bajos de la píramide CIM, como afirman Kashel y Pinto(2002)

Profinet

Topología de las redes Industriales 2. El estudiante debe realizar una consulta y describir las características de las topologías de redes industriales (Tipo Bus, anillo, estrella, árbol, malla). Se llama topología de red a las diferentes estructuras de intercomunicación en que se pueden organizar las redes de transmisión de datos entre dispositivos. Cuando componentes de automatización autónomos tales como sensores, actuadores autómatas programables, etc. Intercambian información, estos deben interconectarse físicamente con una estructura determinada. Cada topología de red lleva asociada una topología física y una topología lógica. La primera, es la que define la estructura física de la red, es decir la manera en la que debe ser dispuesto el cable de interconexión entre los elementos de la red. La topología lógica es un conjunto de reglas normalmente asociadas a una topología física, que define el modo en el que se gestiona la transmisión de los datos de la red. La definición de una topología influye, en un flujo de información (velocidad, transmisión tiempos de llegada etc.), en el control de la red, y en la forma en que está se puede expandir y actualizar. Interconexión en bus

Todos los nodos se conectan a un único medio de transmisión utilizando un transceiver, encargados de control el acceso al bus. Los mensajes se envían por el bus y todos los nodos escuchan, aceptando los datos sólo en el caso de que vayan dirigidos a él. Está topología permite la adición y sustracción de nodos sin interferir en el resto, aunque un fallo en el medio de transmisión inutiliza por completo la red (rotura de cable por

ejemplo). Suelen ser necesarios terminadores de red para poder adaptar impedancias y evitar reflexiones de las ondas recibidas y transmitidas. Los nodos se deben conectar a la línea de bus principal mediante segmentos cortos, pues ello influye directamente en la velocidad de transmisión y recepción de datos para ese nodo. Esta es una de las topologías más utilizadas habitualmente. Puede cubrir largas distancias empleando amplificadores y repetidores. Poseen un coste reducido, siendo las más sencillas de instalar. La respuesta es excelente con poco tráfico, siendo empleadas en redes pequeñas.

Interconexión tipo anillo

Los nodos se conectan en serie alrededor del anillo. Sería equivalente a unir los extremos de una red en un bus. Los mensajes se transmiten en una dirección (actualmente ya existen topologías en red con envió en ambos sentidos), pasando por todos los nodos necesarios hasta llegar a su destino. No existe un nodo principal y el control de la red queda distribuido entre todos los nodos. Cuando la red es ampliada o reducida, el funcionamiento queda interrumpido, y un fallo en la línea provoca la caída de la red. Tambien se le conoce como red “testigo en anillo” o “Token ring”. Posee una relación coste-modularidad buena, en general, la instalación es complicada, aunque es fácil variar el número de estaciones. No influyen los fallos en las estaciones si no condicionan la capacidad de la interfaz del anillo. Es muy sensible a los fallos en los módulos de las comunicaciones (interfaz) y en el medio de comunicación. El retardo grande para número de estaciones elevado. Interconexión en estrella

Cada nodo se conecta a un nodo central encargado del control de acceso a la red por el resto de nodos (colisiones, errores, etc).En está topología adquiere una importancia decisiva el nodo central que se encarga de controlar toda la comunicación, pues cualquier perturbación en el mismo conduce, generalmente, al fallo de la red completa. Su implementación puede ser una decisión factible en el caso de que los nodos de la red no se encuentren muy distanciados del nodo central debido al coste que supone cablear cada nodo hasta el nodo central. Interconexión en árbol

Esta topología puede interpretarse como el encadenamiento de diferentes estructuras en bus de diferente longitud y de características diferenciadas, constituyendo diferentes ramas de interconexión. En este adquieren gran importancia los elementos que permiten duplicar y enlazar las diferentes líneas, ya que actúan como nodos principales de manera análoga a como lo hace el nodo principal de la interconexión en estrella. Dado que existen varias estructuras en bus, cada una debe incorporar sus terminadores y elementos asociados, así como los elementos de enlace. 3. Interconexión tipo malla

Cada nodo está conectado a todos los nodos, de tal manera que el mensaje puede viajar por nodo u otro. Si la red está bien conectada no debe existir ninguna interrupción en las comunicaciones, y cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los otros servidores. Las redes malla son auto ruteables, funciona cuando un nodo desaparece o la conexión falla, ya que el resto de nodos evitan el paso por ese punto, Por lo tanto es el tipo de red más confiable, Mapa conceptual estándar de acceso al medio en redes industriales 4. El estudiante debe elaborar un mapa conceptual donde se sintetice las características de cada una de las capas de los estándares de acceso al medio de redes industriales OSI, ISA-SP50 y CIP

CONCLUSIONES Se logra reconocer los componentes básicos de la asignatura y las principales temáticas que lo componen Se identifica los principales buses industriales y sus principales características, logrando identificar las similitudes y diferencias mediante la elaboración de un cuadro comparativo Mediante la elaboración de un mapa conceptual se establece las principales capas de los estándares que componen las comunicaciones industriales y con lo cual será la base para el desempeño de cada una de las actividades a lo largo del curso

BIBLIOGRAFIA

https://www.uv.es/rosado/courses/sid/Capitulo2_rev0.pdf Downloads/126-Texto%20del%20artículo-795-1-10-20131120%20(1).pdf