To Comunicaciones Industriales

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Alejandro Escobar Fuertes Trabajo Obligatorio COMUNICACIONES INDUSTRIALES Febrero 2013 FUNDACION SAN VALERO SEAS, Centro de Formación Abierta ZARAGOZA

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Alejandro Escobar FuertesTrabajo Obligatorio COMUNICACIONES INDUSTRIALES Febrero 2013

FUNDACION SAN VALERO SEAS, Centro de Formacin Abierta ZARAGOZA

PROPUESTA DE TRABAJO OBLIGATORIO

PG.: 2/18

Propuesta de trabajoEl alumno realizar un proyecto de diseo de una red industrial, tanto a nivel de control como a nivel de clula. A nivel de clula, la red estar compuesta por tres autmatas y un ordenador de supervisin. En el nivel de control estarn interconectados el ordenador de supervisin y otro equipo que actuar como cliente. En ambos casos, debern cumplirse obligatoriamente las especificaciones tcnicas que se definan, justificando las soluciones aportadas. Debern presentarse: Lista de materiales necesarios. Memoria explicativa justificando las soluciones aportadas. Plano descriptivo de las instalaciones y de distribucin de elementos. Presupuesto de materiales empleados.

ESPECIFICACIONES TCNICAS Distribucin de equipos por niveles: Nivel de Clula: Autmatas S7-300 (CPU 314 IFM) Ordenador de Supervisin (PC) Nivel de Control: Ordenador de Supervisin (PC) Ordenador Cliente (PC) Redes y Velocidades: Nivel de Clula: Profibus-DP a 1,5 Mbps Nivel de Supervisin: Ethernet a 10 Mbps

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Planta y Distribucin:

Cableado Nivel de Supervisin: Nivel de Clula: Par trenzado sin apantallar. Supeditado a la red a implantar (Profibus-DP).

Consideraciones para cableado Se establece una altura uniforme de 10 m. para todas las canalizaciones a emplear en los cableados de las redes. El trazado siempre se realizar trazando ngulos rectos, y se dejarn 50 cm. de cable sobrante en cada punto de conexin. Los equipos siempre se ubicarn a nivel de suelo para facilitar tareas de mantenimiento. Consideraciones particulares: Todos los dispositivos que deban incorporarse para mantener las especificaciones de funcionamiento, velocidad y longitud de las redes a implantar, debern ir alojados en su correspondiente envolvente metlico, con grado de proteccin IP65. Los dispositivos a incorporar en los autmatas, se montarn en los armarios elctricos ya existentes en la instalacin. Los elementos a incorporar en los ordenadores para cumplir las especificaciones solicitadas, irn alojados en el propio envolvente del ordenador. No se admitirn soluciones externas.

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Si las dimensiones de estos dispositivos externos a autmatas y ordenadores, fuesen reducidas, se podra considerar la opcin de alojarlos en envolventes de polister u otro material siempre que cumplan el grado de proteccin solicitado. En caso de emplear HUB o SWITCH en la red Ethernet, se estimarn las necesidades particulares de este proyecto y se considerar un 20% de reserva como mnimo para futuras ampliaciones. Las canalizaciones a emplear, no se consideran como parte de este proyecto, ya que las consideraremos ya instaladas. No se aceptar la reubicacin de autmatas u ordenadores. No se solicita la configuracin o programacin de los equipos, nicamente el diseo de la infraestructura bajo las especificaciones aportadas.

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Objetivos del trabajo Familiarizarse con los diferentes dispositivos que conforman las redes industriales. Realizar labores de investigacin y documentacin de las diferentes posibilidades existentes a la hora de disear redes. Diferenciar con claridad los distintos niveles jerrquicos de las redes industriales. Observar el carcter abierto de las redes ante la posibilidad de enlazar diferentes niveles formados por redes distintas. Comprender los conceptos fundamentales que marcan las especificaciones tcnicas de cualquier red, y en funcin de las mismas, las caractersticas de los dispositivos que conformarn estas instalaciones.

Bibliografa Manual de asignatura. SEAS. Sitio oficial de Siemens: www.ad.siemens.de/simatic/ Simatic Net Comunicacin Industrial. NCM S7 para Profibus Tomos 1 y 2. Edicin 03. Siemens AG. Simatic Net Industrial Communication. Profibus Networks. Release 2. Siemens AG. Publicaciones Informticas: (PC WORLD, PC ACTUAL, etc.) Buscadores de Internet: YAHOO, GOOGLE, etc.

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Criterios de evaluacinLa evaluacin, es una componente fundamental de la formacin. Este trabajo obligatorio formar parte de t calificacin final. En esta tabla, se resumen los aspectos a valorar y el porcentaje que representa cada unos de los mismos.% Total % Ob.

Contenidos generales Estructuracin, Exposicin, Orden, limpieza y presentacin Claridad en los conceptos Temas de especialidad Esquemas y grficos Solucin aportada Otras aportaciones Presupuesto TOTAL

20 20 60 60 20 20 100

Fecha lmite de recepcin de trabajosAntes de la fecha fin correspondiente a tu matricula.

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Ficha de Correccin del Trabajo(Espacio reservado para anotaciones del profesor) Profesor: Alumno (Cdigo / Nombre): Fecha de Entrega: Observaciones sobre el trabajo: Fecha de Calificacin:

Fecha y Firma:

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Formato de presentacin1. Se presentar en formato papel DIN-A4. Mnimo 15 pginas sin incluir anexos. 2. Se presentar en formato informtico toda la informacin del trabajo. 3. Las normas de presentacin sern las siguientes: Procesador: Microsoft WORD. Tamao de letra: 12 ptos. Tipo de letra: sern aconsejables letras como Arial o Times New Roman. Espaciado entre lneas: 1,5 Mrgenes: Lateral izquierdo: 3 cm. Lateral derecho: 2 cm. Margen superior: 3,5 cm. Margen inferior: 2,5 cm. 4. En caso de que el trabajo requiera archivos externos (dibujos Autocad, Catia, Excel, Power Point, programacin, etc) stos debern entregarse junto al trabajo. Es posible que algunos trabajos solo consten de estos ficheros, por lo cual no tendr validez lo indicado en el punto 3. 5. Si el trabajo consta de varios archivos deber enviarse en un solo fichero comprimido. 6. Si el tamao del archivo a enviar excede de 5Mb, en lugar de enviarse por correo electrnico deber entregarse en CD. 7. La fecha de entrega deber ser anterior a la fecha fin de matricula.

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Desarrollo de trabajoPlanta y Distribucin: Segn las indicaciones obtenidas, la disposicin de los elementos sera la siguiente.

300m

PC CLIENTE

S7-300 CPU 314 -IFM

200m

PC DE SUPERVISION S7-300 CPU 314 -IFM S7-300 CPU 314 -IFM

Se instalar un Switch 10/100Mbps para la red de Ethernet entre el PC y el PC de supervisin. Ambos ordenadores llevarn instaladas una tarjeta de red Ethernet y en el caso del PC de supervisin adems llevar una tarjeta de comunicacin para acceder a la red de PROFIBUS-DP. Como la red PROFIBUS-DP se ha definido que la velocidad debe ser 1,5 Mbps y la distancia ser de 750m, por lo que tendremos la siguiente arquitectura de red.

La tarjeta de PROFIBUS-DP sera una tarjeta PCI con referencia, CP 5613 A2 (PCI, 32 bits), por lo que el sistema operativo ha de ser de 32 bits para la compatibilidad con dicha tarjeta. Como podemos ver en el layout de arriba instalaremos 4 OLM, para as crear una red en anillo. De cada OLM saldr una ramificacin en cobre hacia los autmatas y el PC de supervisin.

300m

switch

PC CLIENTE

S7-300 CPU 314 -IFM

200m

PC DE SUPERVISION S7-300 CPU 314 -IFM S7-300 CPU 314 -IFM

o l m

Cable Cat5e par trenzado Ethernet Cable cobre Profibus DP Fibra ptica Profibus DP entre OLMs La conexin del PC de supervisin a la red de PROFIBUS-DP tal y como se puede ver en el layout de arriba ser de cobre desde la tarjeta de bus conectada en el ordenador hasta el OLM, y despus nos encontramos la red de fibra ptica en anillo, donde cada S7 se conectar con un OLM tambin mediante cable de cobre.

La red en anillo nos da una posibilidad de si existe una rotura en un tramo de fibra tpica, el sistema no dejar de comunicar con el nodo afectado, ya que al ser redundante seguir comunicando con el ese nodo por el otro conductor de fibra ptica.

Detalle de los componentes seleccionadosTarjeta de red para los PCs La tarjeta de red Ethernet escogeremos una comn de mercado, en este caso hemos escogido una tarjeta del fabricante D-Link DFE-528TX, actualmente todas las tarjetas son 10/100Mbps Full duplex, por lo que tenemos la posibilidad de aumentar la velocidad entre cliente-servidor a 100Mbps en lugar de los 10Mbps que estaban detallados como requisitos en el ejercicio.

Precio 12,50 x unidad

Descripcin tcnica PCI Bus 10/100Mbps Fast Ethernet adapterCONECTIVIDAD Tecnologa de conectividad Interfaz de host ANCHURA DE BANDA Tasa de transferencia (mx) Tasa de transferencia de datos(min/max) Full dplex DETALLES TCNICOS Cumplimiento de estndares del mercado PESO Y DIMENSIONES Ancho Profundidad Peso ILUMINACIN/ALARMAS Indicadores LED APROBACIONES REGULADORAS Certificados REQUISITOS DEL SISTEMA Mac, compatible CONDICIONES AMBIENTALES Alcance de temperatura operativa Temperatura 0 - 55 C -25 - 55 C - FCC Class B - CE Class B - VCCI Class B Link / Activity 120 mm 58 mm 25 g IEEE 802.3, IEEE 802.3u 200 Mbit/s 10BASE-T, 100BASE-TX Con cables PCI

Switch industrial Ethernet 10/100 8 puertos no gestionable

Tal y como hemos indicado anteriormente, se instalar un Switch 10/100Mbps, como se va a utilizar solo a nivel de supervisin y no se van a introducir elementos de campo, como PLCs, Variadores, etc, escogeremos un Switch industrial no gestionable, ya que no necesitamos ninguna funcionalidad avanzada y abarataremos costes. En este caso nos hemos decantado por uno del fabricante PLCMARKT

Sus especificaciones son

Precio 122,57

CABLE DE ETHERNET

Bobina Cable UTP Cat.5e 24AWG Flexiblehttp://www.cablematic.es/Cable-y-conector-para-LAN/Bobina-Cable-UTP-Cat_dot_5e24AWG-Flexible-_open_parenthesis_305m_close_parenthesis_/?pag=60 Precio bobina 135.85 CABLE DE FIBRA PTICA Fibra ptica FC-FO

lblPIProduct Nmero de artculo 6XV1847-2A (nmero de mercado) lblDescription SIMATIC NET FC FO STANDARD CABLE (62.5/200/230), STANDARD- CABLE SPLITTABLE, UL- CERTIFICATION,MAX. LENGTH 1000M MINIMAL ORDER: 20 M SOLD BY THE METER Cables de fibra ptica de vidrio FC del PM300:Producto activo

Familia de producto Ciclo de vida producto (PLM)

TERMINALES FIBRA PTICA

Nmero de artculo (nmero de 6GK1900-1GB00-0AC0 mercado) lblDescription Familia de producto FC FO BFOC PLUG ON-SITE MOUNTING ON FC FO CABLES (62.5/200/230) PACKAGE: 20 PCS. + CLEANING CLOTHS FC FO Termination Kit

Ciclo de vida del producto PM300:Producto activo (PLM)

CABLE STANDARD PROFIBUS-DP COBRE

Cable elctrico Profibus-DP

Nmero de artculo 6XV1830-0EH10 (nmero de mercado) lblDescription SIMATIC NET, PB FC STANDARD CABLE GP, 2-WIRE, SHIELDED, SPECIAL DESIGN FOR RAPID INSTALLATION, MAX. CONSIGNMENT: 1000 M, MIN. ORDERINGQUANTITY: 20 M SOLD BY THE METER Cables de bus PROFIBUS del PM300:Producto activo

Familia de producto Ciclo de vida producto (PLM)

CONECTORES PARA CABLE STANDARD DE PROFIBUS

Nmero de artculo 6AG1972-0BA12-2XA0 (nmero de mercado) lblDescription Familia de producto SIPLUS DP PB CONNECTOR W R - 90 DEGREES CABLE OUTLET -25 ... +70 DEGREES C WITH CONFORMAL COATING BASED ON 6ES7972-0BA12-0XA0 Conector de bus RS485

Ciclo de vida del producto PM300:Producto activo (PLM)

PROFIBUS OLM

Nmero de artculo 6GK1503-3CA00 (nmero de mercado) lblDescription PB OLM/P12 V4.0 OPTICAL LINK MODULE W. 1 RS485 AND 2 PLASTIC-FOCINTERFACE (4 BFOC-SOCKETS), WITH SIGNAL. CONTACT AND MEASURING OUTPUT, 4 BFOC-CONNECTORS INCLUDED Optical Link Module OLM del PM300:Producto activo

Familia de producto Ciclo de vida producto (PLM)

FUENTE DE ALIMENTACIN

SITOP PSU100L 24 V/2,5 A Referencia: 6EP13321LB00 SITOP PSU100L 24 V/2,5 A FUENTE DE ALIM. ESTABILIZADA ENTRADA: AC 120/230 V SALIDA: DC 24 V/2,5 A AL: N ECCN: N Peso neto: 0.32 KG

CUADRO COMPACTO IP66 300x300x210mm

Altura Externa Anchura Externa Color Dimensiones Externas Material del Cuerpo Placa de Montaje Profundidad Externa Tipo de Puerta ndice de Proteccin IP

300 mm 300 mm Gris 300 x 300 x 210mm Acero S 210mm Opaco IP66

Placa de Prensaestopas S Tipo de Bloque de PuertaLeva

En 4 de estas cajas ir una fuente de alimentacin y un mdulo PROFIBUS OLM, y el switch ir instalado tambin en una de estas cajas, con otra fuente de alimentacin. Precio 66,70 x 5 unidades PRESUPUESTO Imposibilidad de encontrar los precios para los componentes de Siemens, por lo tanto no he podido realizar el presupuesto.