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REDES REDES INDUSTRIALESINDUSTRIALES

REDES REDES INDUSTRIALESINDUSTRIALES

Redes Industriales

Parte II

En la actualidad, la rentabilidad de En la actualidad, la rentabilidad de una instalación de producción ya una instalación de producción ya no se evalúa por el gasto en los no se evalúa por el gasto en los componentes individuales sino, en componentes individuales sino, en una importante medida, por la una importante medida, por la perfecta acción conjunta de todos perfecta acción conjunta de todos los componentes del sistema.los componentes del sistema.

En la actualidad, la rentabilidad de En la actualidad, la rentabilidad de una instalación de producción ya una instalación de producción ya no se evalúa por el gasto en los no se evalúa por el gasto en los componentes individuales sino, en componentes individuales sino, en una importante medida, por la una importante medida, por la perfecta acción conjunta de todos perfecta acción conjunta de todos los componentes del sistema.los componentes del sistema.

RS-232

RS-485

ProfiBus

DeviceNet

DH+

ModBus+

RS-422¿Qué significan estos terminos?

Ethernet

Terminología de redes Terminología de redes industrialesindustriales


RS-232

RS-485

RS-422 Conexiones Eléctricas

Protocolos (lenguajes)

En toda comunicación deben coincidir las conexiones eléctricas y los protocolos para establecer comunicación entre dos dispositivos.

ProfiBus

DeviceNet

DH+

ModBus+



Un ejemplo de comunicación es una llamada telefónica...

LIMA

EEUU

La conexión es hecha cuando la persona contesta

Comunicación

LIMAEEUU

INGLÉS ESPAÑOLCOMMS

LA COMUNICACIÓN NO SE ESTABLECE PORQUE NO SE HABLA EL MISMO IDIOMA

Comunicación

LIMAEEUU

ESPAÑOL ESPAÑOL

LA COMUNICACIÓN SE ESTABLECE PORQUE EXISTE LA CONEXIÓN ELÉCTRICA Y SE HABLA EL MISMO

IDIOMA

Comunicación

COMUNICACIÓN

LIMAEEUU

Ejemplo de una red de comunicaciones

Todos los equipos comparten el mismo protocolo de comunicación: DH485 (Allen Bradley)

RS-232

Micrologix 1000

RS-232

DH-485 PanelView 600

RS-485

ALLEN-BRADLEY PanelView550

Adaptador de señal eléctrica

AIC+

Punto a Punto (DF1)

Para aplicaciones en que la comunicación RS-232 es necesaria.

Es un protocolo con capacidad para transmisiones simultáneas

entre dos dispositivos en ambas direcciones.

ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'<--

F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F10

PanelView 550

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v

Punto a Punto (DF1)

Los dispositivos pueden enviar y recibir mensajes.

Todos los dispositivos son tratados por igual para intercambiar datos entre ellos.

Fuente - destino

1 2 3 45

Aplicación•Lectura de dispositivos E/S

•Escritura a PV

Ejemplos de Tecnología antigua de Redes RIO, DH+, Profibus, Interbus S

Tráfico de datos requerido4 Lecturas y 1 Escritura

Maestro - esclavo (1)

Un Maestro con múltiples esclavos. La comunicación se realiza en una sola

dirección a la vez. El maestro inicia toda la comunicación

“encuestando” a cada esclavo.

ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

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F1

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F10

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v


El esclavo solamente puede transmitir datos cuando es encuestado por el maestro.

Es responsabilidad del maestro encuestar cada esclavo de manera sistemática y secuencial para recolectar datos.

Durante una encuesta, el maestro encuesta un esclavo repetidamente hasta que el esclavo indique que ya no tiene que transmitir.


Luego el maestro transmite los paquetes de datos por dicho esclavo.

Mensajes implícitos son las más frecuentemente usados.


Multimaestros (1)

Más de un maestro.

Cada maestro maneja un set de esclavos.

Los esclavos sólo cambian información con su maestro.

ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

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F1

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v

Multimaestros (2)

Protocolo DH-485 (1)

Interconexión con 32 dispositivos.

Capacidad de maestros múltiples.

Control de acceso de paso de testigo.

ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

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F1

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v

Red DH-485

Esclavo-1 Esclavo-3

Maestro-1

Esclavo-2

Maestro-2

Longitud de red máxima 1219 mts.

Capacidad de añadir o eliminar nodos sin perturbar la red.

Un nodo que retiene el testigo se convierte en maestro y puede enviar datos válidos a la red.

Después que un nodo envía un paquete de mensajes, intenta dar el testigo a su sucesor.

Protocolo DH-485 (2)

Protocolo DH-485 Plus (1)

La comunicación es entre dispositivos semejantes.

Utiliza el sistema para el control de acceso paso de testigo para rotar el maestro.

Red DH-485

+

Nodo-1 Nodo-3Nodo-2

Interconexión hasta con 64 dispositivos.

Velocidad de comunicación de 57,6 Kbaud.

Programación remota de los procesadores PLC-2,3,5 y SLC 5/4,5.

Reconfiguración y expansión fácil si se desea añadir más nodos en el futuro.

Protocolo DH-485 Plus (2)

Comunicando la hora y el estado del tiempo a 20 personas en un

ambiente

Una persona “fuente” informa a otra persona “destino” una a la vez, el estado del tiempo (dato).

Algunas personas pueden elegir escuchar, otras pueden ignorar “esfuerzo perdido”.

El tiempo pasa porque la fuente comunica uno a uno. - El dato inicial puede haber cambiado al llegar a la última persona “datos desactualizados”.- Ajustes posteriores deben ser hechos por la fuente a cada uno de los destinatarios a fin de sincronizar la data.

El tiempo de despacho de la información cambia con el número de participantes.

Modelo Fuente / Modelo Fuente / DestinoDestino

Modelos de Red

Fuente / Destino Fuente / Destino (punto a punto)(punto a punto)

Sincronizar la acción de los nodos es muy Sincronizar la acción de los nodos es muy difícil ya que los datos llegan en diferente difícil ya que los datos llegan en diferente tiempo a cada nodo.tiempo a cada nodo.

Pérdida del ancho de banda para enviar el Pérdida del ancho de banda para enviar el mismo dato a diferente nodosmismo dato a diferente nodos

DATAFUENTE CRCDESTINO

Comunicando la hora y el estado del tiempo a 20 personas en un

ambiente

Una persona “productor” informa del estado del tiempo una vez (dato).

Las veinte personas escuchan la información simultáneamente.

Algunas personas pueden elegir escuchar “consumidores” la información (ajustar sus relojes, vestimenta, etc.)

Otros pueden elegir ignorar “no consumidor” la información.

Altamente eficiente (dato producido sólo una vez; no es necesarios ajustes posteriores).

El tiempo de despacho de la información es la misma para 5 que para 30 personas.

Modelo Modelo productor/Consumidorproductor/Consumidor

Productor-consumidor

Tráfico de datos Requerido1 Transación con una PC5 veces más eficiente

Produce Produce

Consume

Consume

Ejemplo de Tecnología AVANZADA de RedesDeviceNet, ControlNet, FieldBus

Aplicación•Lectura de dispositivos E/S

•Escritura a PV

Modelos de Red

Productor / Consumidor Productor / Consumidor (el dato es identificado)(el dato es identificado)

Múltiples nodos pueden consumir la Múltiples nodos pueden consumir la misma información al mismo tiempo desde misma información al mismo tiempo desde un solo nodo productor.un solo nodo productor.

Los nodos pueden ser sincronizados.Los nodos pueden ser sincronizados. Mayor eficiencia al uso del ancho de Mayor eficiencia al uso del ancho de

banda banda

DATAIDENTIFICADOR CRC

Productor / consumidor - Punto a punto

Cualquiera de las estaciones (productor) envía mensajes en la red y cualquier estación (consumidor), reconociendo el mensaje, puede consumir este.

Productor / consumidor - Multireparto

Metódo para intercambiar datos con un grupo definido de dispositivos simultáneamente.Con el modelo Maestro-Esclavo es imposible para dispositivos “No maestro”, porque el maestro debe polear a un esclavo específico.

Multicast

Broadcast

Intercambio de datos generalizado a todos los dispositivos conectados a la red.

Productor / consumidor Multireparto generalizado

• Mensaje #1– referente a la posición del sensor a los CTLR1,2 y HMIreferente a la posición del sensor a los CTLR1,2 y HMI

• Mensaje #2– comando de velocidad del CTLR1 a todos los variadores comando de velocidad del CTLR1 a todos los variadores

de velocidad y al HMIde velocidad y al HMI

CTLR1HMI

Drive1Drive1

SensorSensor

Drive3Drive2Drive2

CTLR2ALLEN-BRADLEY

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4 5 6

1 2 3

. 0 -

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F1

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F4

F9

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F10

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v

#1#1#2

Productor / consumidor

Redes productor/consumidor pueden soportar los modelos

anteriores

Este sistema pueden ser Maestro/Esclavo, Multimaestro, o punto a punto.

Sistemas híbridos son permitidos (cualquier combinación de maestro/esclavo, multimaestro y punto a punto).

Cualquier combinación de tipos de mensaje son permitidos (mensajes explícitos, I/O data)

Para la configuración del sistema y los dispositivos, se necesita un set de aplicación.

ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

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F1

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v

Modelo productor/consumidor

Permite mayor funcionalidad. Incrementa el flujo de información. Permite migraciones futuras

. . . todo permitiendo reducir el tráfico en la red.

MenorMenor THROUGHPUT THROUGHPUT y y mayor performance = mayor performance = ALTA PRODUCTIVIDADALTA PRODUCTIVIDAD

CTLR1CTLR1 HMIHMI

Drive1Drive1SensorSensor Drive3Drive3Drive2Drive2

CTLR2CTLR2 ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'<--

F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F10

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v

Multi-master

Cyclic

Change-of-State

Multicast

Peer to Peer

Polling

Broadcast

El modelo Productor-Consumidor es el único modelo que ofrece cada uno de los modos de intercambio de datos.

Es el tiempo que toma desde la detección de un evento (sensor=ON) hasta el momento en que se actúa sobre un dispositivo basado en una lógica (Actuador=ON)

Throughput (1)

Throughput (1)

Throughput

Throughput (2)

Throughput (2)

Modelo de la red.Modelo de la red.

Velocidad de comunicación.Velocidad de comunicación.

Eficiencia del protocolo.Eficiencia del protocolo.

Características principales Características principales que afectan la efectividad que afectan la efectividad

del del ThroughputThroughput

Ejemplos de modelos de red

Fuente/DestinoFuente/Destino

Productor/ConsumidorProductor/Consumidor

Profibus DPProfibus DP

Interbus-SInterbus-S

ASIASI

RIORIO

Profibus FMSProfibus FMS

SERCOSSERCOS

LONWorksLONWorks

DH+DH+

DeviceNet DeviceNet ControlNetControlNetFoundation FieldbusFoundation Fieldbus

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