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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALINA CRUZ INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA MATERIA: COMUNICACIÓN Y REDES INDUSTRIALES. SEMESTRE: 8º

GRUPO: “C”

SALINA CRUZ, OAXACA. MARZO DE 2017.

Las comunicaciones a este nivel deben poseer unas características particulares para responder a las necesidades de intercomunicación en tiempo real que se deben producir y ser capaces de resistir un ambiente hostil donde existe gran cantidad de ruido electromagnético y condiciones ambientales duras. En el uso de comunicaciones industriales se pueden separar dos áreas principales, una comunicación a nivel de campo, y una comunicación hacia el SCADA. En ambos casos la transmisión de datos se realiza en tiempo real, o por lo menos con una demora que no es significativa respecto de los tiempos del proceso, pudiendo ser crítico para el nivel de campo.

 2.1.1. Clasificación de las redes industriales.  Red

de Factorial: Para redes de oficina, contabilidad y administración, ventas, gestión de pedidos, almacén, etc. El volumen de information intercambiada es muy alto, y los tiempos de respuesta no son críticos.

 Red de Planta: Para interconectar módulos y células de fabricación

entre si y con departamentos como diseño o planificación. Suele emplearse para el enlace entre las funciones de ingeniería y planificación con las de control de producción en planta y secuenciamiento de operaciones.  Red de Célula: Para interconectar dispositivos de fabricación que

operan en modo secuencial como Robots, Maquinas de control numérico (CNC), Autómatas programables (PLC), Vehículos de guiado automático (AGV).  Bus de Campo: Para sustituir cableado entre sensores-actuadores y

los correspondientes elementos de control.

CONCEPTO Un bus de campo es un sistema de transmisión de información (datos) que simplifica enormemente la instalación y operación de máquinas y equipamientos industriales utilizados en procesos de producción.

OBJETIVO El objetivo de un bus de campo es sustituir las conexiones punto a punto entre los elementos de campo y el equipo de control a través del tradicional bucle de corriente de 4-20 mA.

Definición: CANopen es un protocolo de comunicaciones de alto nivel, para uso industrial, basado en el bus CAN (ISO 11898) y recogido en la norma EN 50325-4.

CANopen ha sido desarrollado por CiA (CAN in Automation), asociación sin ánimo de lucro formada por fabricantes y usuarios del bus CAN.

Definición: DeviceNet es una red digital, multipunto para conexión entre sensores, actuadores y sistemas de automatización industrial en general.

Esta tecnología fue desarrollada para tener máxima flexibilidad entre los equipos de campo e interoperabilidad entre diferentes fabricantes.

Definición FOUNDATION FieldBus es un sistema de comunicación serial de dos vías completamente digital que sirve como la red de nivel base en el ambiente de automatización de una planta o fábrica.

InterBus-S es un sistema de bus de campo que cubre diferentes ámbitos de aplicación.

Interbus utiliza un procedimiento de acceso Master-Slave. El Master de bus realiza simultáneamente el acoplamiento al sistema de control o bus principal. El sistema de bus tiene una topología de anillo, es decir, los participantes están acoplados activamente a una ruta de transmisión cerrada.

Su principal ventaja es que es plug and play, en cuanto a que se permite la identificación de los dispositivos.

PROFIBUS es un estándar de red de campo abierto e independiente de proveedores, donde la interfaz de ellos permite amplia aplicación en procesos, fabricación y automatización predial.

ventaja

PROFIBUS – DP es la solución de alta velocidad del PROFIBUS.

Diseñado para la comunicación entre sistemas de control automático y entradas y salidas distribuidas o remotas en campo.

Sistema Distribuido inteligente (SDS: Smart Distributed System) es un protocolo que fue desarrollado por Honeywell y es apoyado por Holjeron .

SDS es un protocolo orientado a eventos abierto que se utiliza a través de red de área de controlador redes industriales basadas .

Se utiliza para una red a nivel de dispositivo inteligente altamente fiable.

El protocolo de capa de aplicación de SDS está optimizado para sensores y actuadores inteligentes , donde la configuración, y la información del proceso de diagnóstico puede ser incrustado de manera rentable en un espacio muy

Definición: Un bus de control, es parte del bus de la computadora (la conexión física), que es utilizado por la CPU para comunicarse con otros dispositivos. El bus de control transmite comandos desde la CPU y devuelve una señal de estado desde el dispositivo

ControlNet es un protocolo de red abierto para aplicaciones de automatismos industriales, también es conocido como bus de campo.

ControlNet

Las características que distinguen a ControlNet de otros buses de campo incluyen el soporte incorporado para cables totalmente redundantes y el hecho de que toda comunicación en ControlNet es estrictamente planificada y altamente determinista.

ControlNet define una única capa física basada en cable coaxial RG-6 con conectores BNC.

El PROFIBUS-FMS brinda al usuario amplia selección de funciones cuando comparado con otras variedades. Es la solución estándar de comunicación universal usada para solucionar tareas complejas de comunicación entre CLPs y DCSs. Debido a su función primaria establecer la comunicación maestro-a-maestro (peer-to-peer) viene siendo reemplazada por aplicaciones en la Ethernet. .

MAP no es un protocolo, sino una pila de protocolos basada en el modelo de referencia de interconexión de sistemas abiertos OSI de ISO.

El Protocolo de fabricación automatizada (Manufacturing Automation Protocol, MAP) es una especificación impulsada por General Motors con el fin de obtener una arquitectura de comunicaciones independiente del fabricante

Permite interconectar todos los elementos de la fábrica,

desde sensores, actuadores, robots, a ordenadores de proceso y de oficina técnica.

Propone uno o varios protocolos estándar para cada nivel. Una de sus características es la elección a nivel físico de paso de testigo en bus (Token Bus, normalizado como IEEE 802.4), debido a la exigencia en la industria de tiempos de respuesta acotados.

Ethernet es un estándar de redes de área local para computadores con acceso al medio por detección de la onda portadora y con detección de colisiones (CSMA/CD).

Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI.

Aplicación

“MODELO OSI” es un modelo de referencia para los protocolos de la red de arquitectura en capas, creado en el año 1980 por la Organización Internacional de Normalización (ISO, International Organization for Standardization).

Presentació n

Física

Vínculo de datos

(OSI) tiene siete capas. Las capas se apilan de esta forma:

Red

Transporte

Sesión

La topología o forma lógica de una red se define como la forma de tender el cable a estaciones de trabajo individuales; por muros, suelos y techos del edificio.

Existe un número de factores a considerar para determinar cual topología es la más apropiada para una situación dada.

La topología en una red es la configuración adoptada por las estaciones de trabajo para conectarse entre si.

Esta topología permite que todas las estaciones reciban la información que se transmite, una estación transmite y todas las restantes escuchan.

Consiste en un cable con un terminador en cada extremo del que se cuelgan todos los elementos de una red.

Todos los nodos de la red están unidos a este cable: el cual recibe el nombre de "Backbone Cable". Tanto Ethernet como Local Talk pueden utilizar esta topología.

Si esto ocurre, cada nodo espera una pequeña cantidad de tiempo al azar, después intenta retransmitir la información.

Los nodos en una red de "bus" transmiten la información y esperan que ésta no vaya a chocar con otra información transmitida por otro de los nodos.

Los datos en estas redes fluyen del emisor hasta el concentrador, este realiza todas las funciones de la red, además actúa como amplificador de los datos. La red se une en un único punto, normalmente con un panel de control centralizado, como un concentrador de cableado.

Los bloques de información son dirigidos a través del panel de control central hacia sus destinos.

Este esquema tiene una ventaja al tener un panel de control que monitorea el tráfico y evita las colisiones y una conexión interrumpida no afecta al resto de la red.

Estrella bus Esta topología se utiliza en las pequeñas oficinas para transmitir datos entre computadoras. Esta red puede tener la topología estrella o bus.

Peer to peer

Es una combinación de la topología bus y estrella. En esta topología varias redes de topología estrellas son unidas a través de una comunicación en forma de bus

Red hibrida

Estrella anillo

Esta parecida consiste mantiene de anillo.

topología es muy a la anterior; esta en un hub que la conexión en forma

Los test de conformidad son tan eminentemente importantes por que garantizan que los productos

y aplicaciones de automatización industrial sean compatibles con las especificaciones de red

y los estándares fijados como norma.

de los cuales afirman que son totalmente compatibles, fallan en la interacción con otros dispositivos integrados en la misma red. sobre todo si los proveedores intentan desviar la culpa a otros por el hecho de que sus productos, Sin esta garantía, se pone en un grave aprieto la productividad,

Definición: “Interconectividad” es el nivel de conexión que ocurre entre dos o más elementos. Y por otro lado, “Red” hace referencia a un conjunto de equipos informáticos que se conectan usando un medio para poder transmitir información.

Realizar dicha interconexión requiere de diversos dispositivos, los cuales están diseñados para solventar las dificultades en transmisión de datos y lograr un Funcionamiento ininterrumpido.

El Internet es la red de redes, la red de mayor extensión pues abarca todo el planeta (e incluso fuera de éste) conectando una gran cantidad de redes heterogéneas.

Se sabe que todo sistema se compone de elementos de menor tamaño, por lo que la Interconectividad de Redes (Internetworking) viene a ser una estructura de comunicación entre dos o más redes que están conectadas entre sí para intercambiar datos o recursos, donde cada red conserva su propia identidad.

Definición: La interoperabilidad es la condición que permite que sistemas o productos diferentes puedan relacionarse entre sí, sin ambiguedad, para coordinar procesos o intercambiar datos.

Este concepto de interoperabilidad

la interoperabilidad entre sistemas hace referencia a la capacidad de las distintas redes de comunicaciones de conectar usuarios de otras redes, de manera que las variaciones en las aplicaciones y en los servicios prestados sobre ellas sean tolerables o ni tan siquiera se perciban las diferencias.

es crucial para el funcionamiento de las redes telefónicas e internet, puesto que permite que las redes estén formadas por diferentes equipos, posiblemente con características heterogéneas, junto con una variedad muy amplia de productos informáticos y software.

En telecomunicaciones

Definición: La intercambiabilidad puede definirse como la propiedad que presenta un dispositivo de ser reemplazado por otro, funcionalmente similar pero de fabricantes diferentes, sin tener que modificar el sistema.

Cada equipo debe, obviamente, ser interoperable con los otros equipos del sistema global.

Por ejemplo,

si todas las características de los equipos A y B son similares entonces A y B son intercambiables. En el caso en que las características de A estén incluidas en las características de B, entonces A puede ser sustituido por B; pero B solamente es intercambiable con A sí las características de esté último son las utilizadas en la interoperabilidad del sistema y en las relaciones de cooperación.

Definción: El medio de transmisión constituye el soporte físico a través del cual emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de datos.

Los medios no guiados proporcionan un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las dirigen; como ejemplo de ellos tenemos el aire y el vacío.

Distinguimos dos tipos de medios:

guiados

Los medios guiados conducen (guían) las ondas a través de un camino físico, ejemplos de estos medios son el cable coaxial, la fibra óptica y el par trenzado.

y no guiados.

1. http://www.disca.upv.es/aperles/asignatures/sii12164/materials/redes

_industriales.pdf 2. http://manteniment-industrial.cat/wpcontent/uploads/2013/04/infoPLC_net_Redes_Industriales.pdf 3. http://uhu.es/antonio.barragan/book/export/html/125. 4. https://es.wikipedia.org/wiki/Bus_de_campo 5. http://linux0.unsl.edu.ar/~rvilla/c3m10/tema13.pdf 6. https://es.wikipedia.org/wiki/CANopen