Download - Implementacion de redes industriales

INTEGRANTES:•Riquelme Alvaro Sharon de Maziel

• Rosas Arriaga Elio• Silva Quicaña Carlos

REDES INDUSTRIALESLa administración de las redes industriales ha

avanzado acorde con la tecnología, permitiendo nuevos métodos de monitorización de los elementos pertenecientes a la red, dando mejor facilidad de control.

En las aplicaciones industriales, Ethernet es usado en conjunto con la pila de protocolos TCP/IP universalmente aceptada. TCP/IP es el conjunto de protocolos usado en Internet, suministrando un mecanismo de transporte de datos confiable entre máquinas y permitiendo interoperabilidad entre diversas plataformas.

REDES INDUSTRIALESUsar TCP/IP sobre

Ethernet a nivel de campo en la industria permite tener una verdadera integración con la Intranet corporativa, y de esta forma se ejerce un estricto control sobre la producción.

INTRODUCCIÓNEn el área de las comunicaciones en entornos

industriales, la estandarización de protocolos es un tema en permanente discusión, donde intervienen problemas técnicos y comerciales. Cada protocolo esta optimizado para diferentes niveles de automatización y en consecuencia responden al interés de diferentes proveedores. Por ejemplo Fieldbus Foundation, Profibus y HART, están diseñados para instrumentación de control de procesos. En cambio DeviceNet y SDC estan optimizados para los mercados de los dispositivos discretos (on-off) de detectores, actuadores e interruptores, donde el tiempo de respuesta y respetabilidad son factores críticos.

INTRODUCCIÓNLa aceptación mundial de Ethernet en los

entornos administrativos y de oficina ha generado el deseo de expandir su aplicación a la planta. Ethernet se está moviendo rápidamente hacia el mercado de los sistemas de control de procesos y la automatización, para la interconexión a nivel de campo de sensores y actuadores, de esta forma reemplazando a los buses de campo en las industrias. Es posible que con los avances de Ethernet y la tecnología emergente FastEthernet se pueda aplicar también al manejo de aplicaciones críticas de control.

ETHERNET PARA LAS REDES INDUSTRIALESEn el sector industrial, las transmisiones de

datos se han basado tradicionalmente en la tecnología de bus de campo. Existen muchos tipos y estándares diferentes, por lo que la interoperabilidad resulta complicada y cara; esta es la razón principal por la que se empezó a considerar la posibilidad de utilizar la tecnología Ethernet en las aplicaciones industriales.

Sin embargo, este estándar presenta otras ventajas adicionales:

Fiabilidad: Ethernet es un estándar abierto bien definido, lo que significa que la interoperabilidad es más sencilla y los componentes se pueden obtener de múltiples fuentes. Las redes Ethernet son abiertas y transparentes. En la misma red se pueden utilizar muchos protocolos diferentes simultáneamente.

Velocidad: A las velocidades de transmisión de 10 Mbits/s y 100 Mbits/s se han sumado en los últimos tiempos soluciones Gigabit. En cambio, los protocolos de bus de campo más rápidos trabajan a 12 Mbits/s, y la mayoría lo hacen a menos de 2 Mbits/s.

Determinismo: Ya existen protocolos que organizan los datos según su prioridad, lo que hace de Ethernet una tecnología casi determinista: el objetivo definitivo del usuario industrial

ETHERNET PARA ENTORNO INDUSTRIALCuando se diseñan equipos para entornos

industriales, algunas características y funciones son más importantes que otras. En el diseño de equipos para aplicaciones industriales la calidad y la funcionalidad son factores determinantes en el cálculo del coste total de un proyecto.

Entre los aspectos más importantes de los equipos de transmisión de datos industriales destacan los siguientes:

• Eliminación de los tiempos de inactividad: La unidad debe fabricarse de tal modo que se supriman las perturbaciones en la comunicación y los periodos de parada. Para lograrlo, se debe utilizar componentes de elevada calidad, tales como condensadores de larga vida útil, y comprobar el diseño en los entornos más difíciles.

• Diseño ECM para uso industrial: Normalmente, los dispositivos de comunicaciones de las industrias se instalan cerca de máquinas, como soldadores o maquinaria pesada, que generan perturbaciones electromagnéticas.


Rango de temperaturas ampliado: Las aplicaciones industriales suelen requerir rangos de temperatura más amplios. Para garantizar la funcionalidad de los equipos en estas condiciones, se debe utilizar componentes de alta calidad en los que tanto el hardware como los conectores son adecuados para rangos de temperatura ampliados.


Comportamiento mecánico: En las aplicaciones industriales, el método de instalación siempre es importante, pues puede ser necesario montar las unidades en maquinaria que se mueve o vibra.

• Aislamiento galvánico: Una de las causas más comunes de los errores en la transmisión de datos es la diferencia de potencial a tierra entre las unidades conectadas. Para evitar este problema, todas las interfaces deben llevar aislamiento galvánico.


Eliminación de los transitorios: Los equipos industriales suelen estar expuestos a líneas de alta tensión, cargas reactivas o aparatos de alta tensión, que generan transitorios que pueden provocar errores en la transmisión. La única manera de evitar este problema es diseñar productos con una protección reforzada contra los transitorios y las sobretensiones.


Alimentación: Los equipos industriales requieren una fuente de alimentación fiable, por lo que a menudo se utiliza una fuente de corriente continua con baterías de respaldo. Para cargar las baterías se utiliza una tensión más elevada, y todas las unidades conectadas deben haber sido diseñadas teniendo en cuenta esta circunstancia. En algunos casos también es importante utilizar fuentes de alimentación redundantes para reforzar la seguridad.

APLICACIONES

Supervisión y control de oleoductosLos oleoductos y gasoductos cubren grandes distancias,

por lo que requieren sistemas de control complejos que garanticen un transporte adecuado del producto por la canalización.

Cualquier problema o variación del volumen bombeado que se produzca puede resultar crítico y provocar la parada de las estaciones de bombeo para evitar accidentes de contaminación graves.

Se recomienda por ejemplo el switch U208 para FastSwitch del fabricante Westermo (www.westermo.com) el cual se suministra con transmisores de fibra óptica de altas potencias capaces de transmitir datos a una distancia de hasta 85 km por cable de fibra óptica monomodo. Como las tuberías recorren cientos de kilómetros y las estaciones de bombeo están totalmente automatizadas, es poco probable que cuenten con equipos humanos. Por tanto, la seguridad es también un problema. Sin embargo, el switch para FastSwitch se puede utilizar para voz y vídeo sobre aplicaciones IP, lo que significa que la red Ethernet puede ofrecer una solución de comunicaciones global a este sector.

http://www.westermo.com/

Supervisión y control de oleoductosLos componentes a

utilizar son:En las estaciones de

bombeo:• Motores,• PLCs,• cámaras de CCTV y• un switch, todos

cableados internamente en una red Ethernet, para luego concentrarse vía fibra óptica en un centro de control con otro switch y computadoras de supervisión en entorno Ethernet.

Planta de tratamiento de aguaLas especificaciones de los equipos de control de

una planta de tratamiento de agua exigen una red de comunicaciones fiable y tolerante a fallos. La planta del ejemplo consta de varios edificios y salas que se utilizan para distintos procesos.

Dado que todos los equipos de proceso eran compatibles con Ethernet, la decisión de utilizar switches para Ethernet en anillo a la hora de crear una red redundante y tolerante a fallos no resultó difícil de tomar. Entre los edificios se instalaron cables de fibra óptica multimodo, ya que el recorrido mayor era de solamente 2.000 metros. La topografía de la planta facilitaba además la instalación de una estructura en anillo. Si se produce un fallo en la fibra óptica o un cable resulta dañado, el sistema de comunicaciones lo detecta automáticamente y se recupera del fallo en 30 ms. De este modo, el sistema de procesos no se ve afectado.

Planta de tratamiento de aguaLos componentes a

utilizar son:En las salas de equipos

y estaciones de control:

• Módulos de E/S distribuidas.

• PLCs,• Computadoras e

impresoras.• Switch R208, todos

cableados internamente en una red Ethernet, para luego concentrarse vía fibra óptica en anillo a un centro de control principal con un módem TD 33 y una unidad ED 20.

OTRAS APLICACIONESManiobras de maquinas.Maquinaria industrial del mueble y la

madera.Maquinaria en proceso de grava, arena y

cemento.Maquinaria en la industria del plástico.Maquinaria de ensamblaje.Para controlar una planta de procesos.Para el encendido y apagado de las

maquinas.

CONCLUSIÓNHoy en día las tecnologías que triunfan en el

mercado son aquellas que ofrecen las mejores ventajas y mayor seguridad a los clientes. Cada vez se está acabando con tecnologías cerradas, que es imposible que sobrevivan en un mundo en proceso de globalización.

A nivel industrial se está dando un gran cambio, ya que no solo se pretende trabajar con la especificidad de la instrumentación y el control automático, sino que existe la necesidad de mantener históricamente información de todos los procesos, además que esta información esté también en tiempo real y sirva para la toma de decisiones, y se pueda así mejorar la calidad de los procesos.

CONCLUSIÓNLas condiciones extremas a

nivel industrial requieren de equipos capaces de soportar elevadas temperaturas, ruido excesivo, polvo, humedad y demás condiciones adversas; pero además requiere de personal capaz de ver globalmente el sistema de control y automatización industrial junto con el sistema de red digital de datos.