Aplicaciones y Normas en Redes Industriales

19 de Julio de 2012 Santiago, Chile

Ernesto Pinto L.Miembro IEEE,Jefe Técnico en Tecnología Integral S.A. (AIE)

Redes IndustrialesTT-CAN

IEEE 802.3

CASM

TCP-IP

CSMA-BA

TTP-A

Interbus

Hart

IEC

JBUS

GENIUS

CSMA-CA

EN 50170

FIPWay

ControlFIP

Modbus

FieldBus Foundation

PROFInet

IEEE 802.4

FDDI

UWB

PLAN

LocaFIP

FTT-CAN

LIN

ASI

EiBUS

IEC 61784

EN 50254

MAP

Profibus-DP

Mini-MAP

IEEE

IEC 61158

ControlNet

CSMA-DCR

EN 50 295

CANopenDeviceNet

P-NET

SDS

Profibus-FMS

Ethernet

Profibus-PASercos

BlueToothEtherLink

IEEE 802.11

LON

VAN

MIL 1553B

ARCNET

F8000

OPTOBUS

WorldFIP

IEEE P1118

J1939

SERIPLEX

Contenido

Introducción. Organizaciones Redes Industriales Normalización Industria de la madera Conclusiones

Introducción

Nivel de célula :

En él se sitúa el sistema de control que secuencia y controla una tarea específica. Gestiona los recursos y materiales dentro de la propia célula.

Nivel de estación :

En él se encuentra el controlador de cada recurso individual, ej. máquinas-herramienta, robots, sistemas de medición, sistemas de transporte,...

Nivel de proceso :

Dispositivos de campo que interactuan con el proceso : sensores,actuadores, etc...

Nivel FactoríaPlanta

GestiónPlanificación

Suministro de recursos secuenciamiento global

operaciones

Coordinación de máquinaY operaciones

Control de operacionesde los dispositivos de fabricación

Sensores/Accionadores

Nivel Sección

Area

Nivel Célula

Nivel Estación

Nivel Proceso

• Niveles funcionales en un modelo de control jerárquico :•Nivel Factoría :

• Funciones de gestión de la producción, planificación de operaciones, ingeniería, gestión de almacén,.....

• Nivel de sección/área :• Se generan órdenes de ejecución hacia el nivel

de célula en base a las indicaciones del nivel de factoría.

• Funciones de elaboración de secuencias deproducción, secuenciamiento de tareas ycoordinación de recursos en la planta.

Modelo OSI para comunicación de los buses de campo.

Modelo OSI

Organizaciones• Problemas en normalización: especificaciones de distintos

proyectos:

Fieldbus Foundation ISP: Interoperable System Project PTO: Profibus Trade Organisation ODVA: Open DeviceNet Vendor Association World FIP IEEE Entre otras…

Redes industriales• ¿Qué es un Bus de Campo?

Un medio compartido“sistema de comunicación para intercambiar datos entre

sistemas de automatización y dispositivos de campo”

Columna vertebral de un sistema“Sistema de comunicación en tiempo real basado en el

modelo OSI”

Red de tiempo Real“Sistema de comunicación que provee servicios bajo

restricciones temporales y está constituido por protocolos capaces de gestionar estas restricciones”

Redes Industriales• ¿Qué es un Bus de Campo?

Concepto Global

“Sistema de dispositivos de campo y/o dispositivos de control que utilizan un medio físico común para intercambiar datos”

Redes Industriales

NormalizaciónBuses de Alta Velocidad y Baja Funcionalidad

CAN: (Controller area Network) (ISO11898) Diseñado originalmente para su aplicación en vehículos.

SDS: (EN 50325-4) Bus para la integración de sensores y actuadores, basado en CAN.

ASI: (Actuator Sensor Interface) (EN 50295-2) Bus serie para la integración de sensores y actuadores.

Capa física + Capa de Enlace

NormalizaciónBuses de Alta Velocidad y Funcionalidad Media

DeviceNet: (IEC IS 62026-3) Desarrollado por Allen-Bradley, utiliza como base el bus CAN, e incorpora una capa de aplicación orientada a objetos.

LonWorks: (Local Operating Network) Red desarrollada por Echelon.

BitBus: Red desarrollada por INTEL.

InterBus: (EN 50254-2) Bus de campo de uso común en aplicaciones medias.

Capa física + Capa de Enlace + Capa de Aplicación

NormalizaciónBuses de Alta Prestaciones

Profibus:(EN 50170-2 y IS 61158-3) Tiene una amplia gama de aplicaciones en la industria.

WorldFIP: (Factory Instrumentation Protocol) (EN 50170-3 y IS 61158-7) Telemecanique. Fácil de mantener y modificar.

Foundation Fieldbus: (EN 50170-A1 y IS 61158-5). Permite control distribuido, monitoreo y calibración, entre muchas cosas más…

Capa física + Capa de Enlace + Capa de Aplicación + Capa de Usuario

EN 50170-1 (1996)EN 50170-2 (1996)EN 50170-3 (1996)EN 50170-A1 (2000)EN 50170-A2 (2000)EN 50170-A3 (2000)EN 50254-2 (1998)EN 50254-3 (1998)EN 50254-4 (1998)EN 50325-2 (2000)EN 50325-3 (2000)EN 50325-4 (2000)EN 50295-2 (1998)

Normalización

CENELEC standarsNombre Comercial

IS 61158 Type 4IS 61158 Type 3IS 61158 Type 7IS 61158 Type 5IS 61158 Type 3IS 61158 Type 2IS 61158 Type 8IS 61158 Type 3IS 61158 Type 7IS 62026-3 (2000)IS 62026-5 (2000)IS 62026-4 (2000)IS 62026-2 (2000)

P-NETPROFIBUSWorldFIPFoundation FielbusPROFIBUS-PAControlNetINTERBUSPROFIBUS-DPWorldFIP (FIPIO)DeviceNetSDSCANOpenAS-Interface

IEC Standars

CANopenCANopenDeviceNet/ControlNetLonWorksModbus-RTUPROFIBUSSERCOS I/IICC-LINKFieldbus Foundation H1

Actualidad

EtherCATEthernet PowerEthernet/IPLon over EthernetModbus-TCPPROFINETSERCOS IIICC-LINK IEFieldbus Foundation HSE

Protocolos estándar Protocolos basados en ethernet

IEC 61 784-2 esta basado en Ethernet

Múltiples etapas de Comunicación en una Industrial.

Industria de la madera

Motores activados por Variadores de frecuencia y seteados por una comunicación de bus de campo..

Industria de la madera

Industria de la madera

Motores.

Industria de la madera

Conclusiones

Ventaja de un red industrial

Visualización y supervisión de todo el proceso productivo (Nivel: Usuario a Sensores).

Posibilidad de intercambio de datos entre sectores del proceso y entre departamentos.

Programación a distancia.

Mejorar del rendimiento general de todo el proceso.

Conclusiones

Cómo elegir un bus de campo:

Interoperabilidad: equipos heterogéneos que puedan funcionar correctamente.

Duración: los dispositivos de campo deben tener un LIFETIME prolongado, así como su comercialización y su mantención, a la par que se asegure suficiente flexibilidad para adaptarse a los cambios del mercado.

Sistema de comunicación Industrial

GRACIAS !!!!!

Sistema de comunicación Industrial CASOS PRÁCTICOS -- HH???