Buses de campo
CONTENIDO
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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
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BUSES DE CAMPO
Índice
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
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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
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Introducción
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EVOLUCION
–
CONTROLADOR CLASICO: PLC con E/S digitales o
analógicas en lazo de corriente (4-20 mA).
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Sensores inteligentes: configuración y calibración remota.
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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:
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Mucho cableado
Pocas posibilidades de diagnostico
Bus de comunicación de datos digital (no punto a punto).
Los datos se digitalizan y se envían como datos en el bus.
Muchas ventajas.
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Buses de Campo
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Buses de Campo
Convencional
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ProfiBus
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Buses de campo
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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.
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Buses de campo – niveles OSI
Idealmente: De los 7 niveles. Se suele
implementar solo 3.
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Nivel físico
– Tipo de conexión (mas de uno).
– Naturaleza señal
– Mas comunes: RS-485 semiduplex,
BC y fibra óptica.
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Nivel de enlace
– Protocolos de acceso al medio
(MAC) y de enlace (LLC)
– Se definen funciones y servicios de
red mediante códigos de operación.
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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
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Estructura de Capas del Bus de Campo
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Buses Propietarios y Buses Abiertos
Gran variedad de buses de campos: podemos distinguir:
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Buses Propietarios:
–
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Buses Abiertos:
–
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–
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Propiedad de una compañía (s)
Necesario obtener licencia para su uso
Condiciones de uso restringidas
Especificaciones publicas y disponibles a precio razonable.
Componentes críticos disponibles
Procesos de validación/verificación bien definidos y disponibles.
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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

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Ventajas de los Buses de Campo
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Flexibilidad
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Seguridad
–
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Diagnostico y calibración remota
Localización rápida de averías: reducción de tiempo parada y perdida de producción.
Reducción de complejidad
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Transmisión digital
Mantenimiento fácil
–
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Transmisión de señales de diagnostico de sensores y actuadores.
Permite incluir en el control de planta actuaciones ante fallos de periféricos.
Precisión
–
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Nuevo instrumento  conexión al bus y conf. Remota
Buses abiertos resultara posible la conexión de instrumentos de distintos fabricantes al
mismo bus.
Reducción drástica de cableado, y armarios de conexión
Menor numero de PLCs
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Profibus
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ProfiBus: impulsado por
fabricantes Alemanes
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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
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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
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Familia ProfiBus
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ASI
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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.
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BitBus
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BitBus: registrado por Intel
–
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Protocolo abierto: dominio publico
alta velocidad y bajo coste
Cumple normas IEC
Bus asíncrono (reloj o autoreloj NRZI) controlado por uc 8044
(ASIC):
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–
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–
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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.
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ModBus
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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.
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Tipos de Buses de Campo
Buses Especiales:
 HART
 BitBus
 Profibus
 FIP WorldFIP
 Fieldbus-Foundation
 ECHELON
 Interbus-S
 CAN Device-Net
 CanOpen CAL SDS
 ControlNet
 AS-i
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 CAN-VAN
 Buses para navegación
 Buses médicos
 ERA MIL-1553B
 Buses de edificios
 Buses de instrumentación
 Buses de fabricantes
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 .... MODBUS.....
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Características
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Bibliografía
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Revista de Automática e Instrumentación. http://neutron.ing.ucv.ve/revistae/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.
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