TIPOS DE BUSES EN REDES INDUSTRIALES
TIPOS DE BUSES EN REDES INDUSTRIALES
NombreNombre Definición Definición Año Año dede Creación Creación
Características
Características Técnicas Técnicas Ventajas Ventajas DesventajasDesventajas
Sistema Sistema Distribuido Distribuido inteligente inteligente (SDS (SDS))
Define la capa física y la capa de Define la capa física y la capa de aplicación (basada en CAN) para una aplicación (basada en CAN) para una interfaz orientada a eventos
interfaz orientada a eventos
SDS se SDS se introdujo en introdujo en 1995, por 1995, por Honeywell Honeywell
Cable de 4 hilos (2-Power, 2-Cable de 4 hilos (Power, 2-Datos)
Datos)
Trabaja Trabaja con con 64 64 nudos,nudos, máximo 12
máximo 126 6 direcciones.direcciones.
La impedancia de bus es deLa impedancia de bus es de 120 ohmios ± 10 por ciento. 120 ohmios ± 10 por ciento.
Velocidad de Velocidad de transmisión transmisión dede 125 kbits/s.
125 kbits/s.
Longitud máxima 460mLongitud máxima 460m
Fácil de InstalarFácil de Instalar
Alta confiabilidad,Alta confiabilidad,
Robustez Robustez
Se Se utiliza utiliza parapara
conectar sensores conectar sensores y actuadores y actuadores inteligentes. inteligentes.
Costoso y bajoCostoso y bajo
nivel de soporte nivel de soporte TamañoTamaño máximo del máximo del paquete de paquete de información información 108 bits 108 bits
Tamaño de redTamaño de red
480 m 480 m Bus de campo Bus de campo “AS “AS--i”i” (Actuator (Actuator Sensor Sensor Interface) Interface)
Es un sistema de comunicación para Es un sistema de comunicación para redes de sensores y actuadores formado redes de sensores y actuadores formado por:
por:
Maestro AS-i:
Maestro AS-i: Coordina Coordina laslas transacciones a nivel inferior y superior. transacciones a nivel inferior y superior. Esclavo AS-i:
Esclavo AS-i: Están constituidos porEstán constituidos por sensores o actuadores
sensores o actuadores Chip AS-i:
Chip AS-i:Alimentación desde el bus yAlimentación desde el bus y Puertos configurables para I / O
Puertos configurables para I / O
Diseñado en Diseñado en 1990 en 1990 en Alemania por un Alemania por un consorcio de consorcio de empresas empresas exitosas. exitosas. (AS-
(AS-International
International
Association)
Association)
Conexión de sensores yConexión de sensores y actuadore
actuadores a s a PLCs y PCs.PLCs y PCs.
31 esclavos con un maestro.31 esclavos con un maestro.
Hasta 124 entradas binarias yHasta 124 entradas binarias y 124 salidas binarias
124 salidas binarias
Posibilidad de E/S analógicas.Posibilidad de E/S analógicas.
Cable auto-regeneCable auto-regenerable.rable.
Estructura de red flexibleEstructura de red flexible
(anillo, árbol, estrella.) (anillo, árbol, estrella.)
Máximo 5 ms para 31Máximo 5 ms para 31 esclavos
esclavos
Longitud máxima 100 m (300Longitud máxima 100 m (300 m con repetidores)
m con repetidores)
Simplicidad:
Simplicidad: Requiere unRequiere un único cable
único cable Desempeño:
Desempeño: PProporcionanroporcionan una integración perfecta una integración perfecta entre las tecnologías entre las tecnologías existentes.
existentes. Costo:
Costo: reducen el costo dereducen el costo de cableado a un 50%
cableado a un 50%
Posee Posee un un únicoúnico
cable ante una cable ante una avería se pierde avería se pierde toda la toda la comunicación comunicación
Nombre Definición Año de
Creación Características Técnicas Ventajas Desventajas
DeviceNet (red de dispositivos)
Son redes digitales, bidireccionales, mul-tipunto, montadas sobre un bus serie, que conectan dispositivos de campo como PLCs, transductores, actuadores y sensores y dispositivos inteligentes Desarrollado por Rockwell Automation en 1993 Capacidad de Diagnostico, control o mantenimiento funcionamiento habitual maestro/esclavo Alimentación de 24 v (Cable negro y rojo) Máximo de nodos 64 Distancia máxima: 100 m a 500 m. y hasta 6 km Con repetidores Velocidades de 125, 250 y 500 Kbps. Reemplazo Automático de nodos, no requiere de programación Fácil de Instalar Alta Confiabilidad Reduce costos de Cableado Medio de comunicación aceptado universalmente en la mayoría de los dispositivos empleados en el primer nivel de la planta. Costoso Capacidad limitada de Nodos BUSES DE CAMPO – HART
HART (Highway Addressable Remote Transducer), es un protocolo abierto de uso común en los sistemas de control, que se emplea para la configuración remota y supervisión de datos con instrumentos de campo. Fue desarrollado por Rosemount Inc en 1980 Comunicación Maestro-Esclavo
HART permite la transmisión de la señal analógica y digital simultáneamente
Conexión sensores
Permite usarlo en ambientes hostiles
Comunica instrumento de campo sobre un lazo de corriente 4-20 mA.
Velocidad es de 1200 bps Permite soportar hasta 256
variables (25 bytes) Tamaño de red 3000 m
Entrega una alternativa
económica de comunicación digital. Implica un ahorro considerable en materiales eléctricos en las instalaciones multipunto. configuración de dispositivo, calibración, y la información de diagnóstico es al mismo tiempo Limitación de conectarse con 15 aparatos (PLC, PCs, etc.) Limite de equipos dependiendo de la calidad de la señal, puede producirse degradación de la señal Complejidad de reconfiguración y aislamiento de fallas Ocupa Mucho Espacio
Nombre Definición Año de
Creación Características Técnicas Ventajas Desventajas
Red ControlNet
Es una red de control abierta que satisface las demandas de aplicaciones en tiempo real de alto rendimiento efectivo. Admite enclavamiento de controlador a controlador y control en tiempo real de E/S.
Define una única capa física basada en cable coaxial RG-6 con conectores BNC Creado por ControlNet Internacional, pero en 2008 el soporte y administración de ControlNet fue transferido a ODVA Admite un máximo de 99 nodos, sin distancia mínima entre nodos
Acceso de red desde cualquier nodo para programación y resolución de problemas de controladores
Eficiencia mejorada de la red con multidifusión de entradas y datos entre dispositivos similares
Topología estrella, árbol y
anillo
La distancia máxima
depende del número de nodos en la red
Recolección de datos Red de E/S de alta
velocidad
Configuración de dispositivos
Usa repetidores para agregar mas nodos
Requiere que el diseño del medio sea robusto y su mantenimiento meticuloso
Una avería en el
medio causa que el
programa en ejecución se detenga y a menudo provoca fallos en el procesador ARC-NET (Attached Resource Computer NETwork)
Es un protocolo de la red de área local (LAN), concebida para ser adecuada a aplicaciones de control en tiempo real. Además el ARCNET cubre las capas de soporte físico y enlace de datos
Desarrollada por Datapoint Corporation en el año 1977
incluyen tarjetas
adaptadoras de red, cables, conectores, concentradores y hasta la computadora misma
incorpora un protocolo de
paso de testigo
Transmite 2 megabits por
segundo
soporta longitudes de hasta
600 metros
El cable utiliza un
conector BNC giratorio
Este esquema evita las colisiones
El diseñador puede predecir exactamente el tiempo que le lleva a una determinada estación acceder a la red y mandar un mensaje
Todas las estaciones se
consideran iguales y ninguna consume todo el ancho de banda,
sólo se puede enviar un paquete de datos a cada paso de testigo
Nombre Definición Año de Creación
Características Técnicas Ventajas Desventajas
Bus de campo WorldFIP ( World Factory Instrumentation
Protocol)
Es un protocolo de red de bus de campo que se diseñó para proporcionar enlaces y conexiones entre el nivel cero (sensores y actuadores) y el nivel uno (Autómatas programables, PC controladores, etc.) en sistemas de automatización Lanzado en 1991 por la unión de varias empresas francesas que hoy en día es CENELEC Velocidades de 31.25kbit/sec, 1 Mbit/sec or 2.5 Mbit/sec sobre pares de cobre arrollados y 5 Mbit/sec en fibra óptica.
64 nodos por segmento de
cable, hasta 4 segmentos a través de repetidores.
Longitud de Segmento: 1
Km o más dependiendo de la velocidad
Tamaño de las variables
entre 2 bytes y 127 bytes.
tamaño de mensajes de
256 bytes.
impedancia de los cables
es de 150 ohm. Comunicación descentralizada Estaciones principales y secundarias Sincronismo en los datos de entrada y salida El cable troncal requiere un impedancia terminadora en cada extremo Interfaz de SERCOS ( “SErial Real-time COmmunication System”)
Es una interface digital abierta globalmente estandarizada para la comunicación entre controles industriales, dispositivos de movimiento (motion devices), y dispositivos de entradas/salidas (I/O), Creado en 1987 por VDW/ZVEI Joint Committee Soporta 511 dispositivos
esclavos en una sola red
Detección de una caída de
una conexión física dentro de 25 µsec
Hot plugging: inserción y
configuración de dispositivos en una red mientras la comunicación cíclica está activa
Topología línea y anillo
Comunicación libre de colisiones mediante el uso de un mecanismo de tiempo de ranura Protocolo de comunicación altamente eficiente Capacidad de controlar, 70 ejes de movimiento en 250 microsegundos Los dispositivos deben soportar la dirección MAC de Ethernet, más la dirección de SERCOS III
Nombre Definición Año de Creación
Características Técnicas Ventajas Desventajas
SERIPLEX
Es un bus de control que interconecta sensores simples de red y dispositivos de control
.
SERIPLEX fue introducida por Automated Process Control, Inc. (APC), en Jackson, Mississippi, en 1987
un solo cable para
interconectar todos los dispositivos -independientemente del nivel de complejidad
transmite los datos
multiplexados en serie en un cable de vídeo compuesto blindado
la opción de comunicación
de modo igual / igual y maestro / esclavo
velocidad máxima de la red
es de 200 kbps
un máximo de 500 nodos y
una distancia máxima de 5000 pies
reducir la instalación
del sistema de control en general y los costos de mantenimiento en un 50-70%
Se basa en una
operación simple y de tecnología robusta
está protegido por una
histéresis grande Bajo Costo Baja Confiabilidad de Comunicación Pobre capacidad de diagnóstico FIELDBUS (Bus de Campo)
Es una red informática utilizada para redes de control industrial en tiempo real, trabaja en estructuras de red de topologías de red en cadena, estrella, anillo, ramas, árboles
Creado por un consorcio de industrias que se denominaron “Fieldbus Foundation” en 1995 y fue presentada en Octubre de 1996
Hay dos partes en la
arquitectura: interconexión y aplicación
Tiene un máxima velocidad
de 2.5 Mbit/s Distancia Máxima de 1900m a una velocidad de 31.25 kbit/s Puede funcionar en ambientes industriales y/o peligrosos.
Lleva la energía por el
mismo cable. Puede reutilizar cables existentes. Control deterministico. Mantiene informado son más complejos, así que El precio de los componentes del fieldbus es más altos.
al usuario.
Nombre Definición Año de
Creación
Características Técnicas Ventajas Desventajas
LONWORKS (Local Operating
Network)
Lonworks se basa en un microcontrolador especial llamado Neuron chip, soportando múltiples canaales de comunicación
Creada en 1990 por Echelon
Los nodos se comunican
por medio de mensajes
Puede contener hasta
32.385 nodos
Medios físicos: par
trenzado, transformador acoplado, radiofrecuencia, coaxial, infrarrojo, fibra óptica
El número de nodos en un
canal, determina la distancia máxima entre nodos. Lonworks soporta topologías en estrella, anillo y en bus Existen hardware
(módulos OEM) para integrar cualquier aparato dentro de una red Lonworks
hay un ancho de banda
o slots de tiempo dedicados en la red para paquetes con prioridad.
Cada nodo de un
canal de red está limitado a realizar una transacción saliente simple a la vez CAN-BUS (Controller Area Network)
para cubrir la necesidad de comunicación entre varios de los sistemas que conforman el funcionamiento de un automóvil
Diseñado por la firma Bosch en 1983
La información que circula
son paquetes de bits 0 y 1.
Todas las unidades de
mando pueden ser transmisoras o receptoras.
Una unidad de mando
puede introducir un mensaje en el bus con la condición de que esté libre
Tiene dos cables trenzados
que unen las unidades de
permite trabajar con
buses y separa las tareas de control como transmisión y la unidad de control usa en tareas de Automatización bajo costo en controladores y procesadores CAN. Para transmitir el mensaje el bus debe estar libre o tener una prioridad mayor.
control del sistema, y la información
Nombre Definición Año de
Creación
Características Técnicas Ventajas Desventajas
PROFIBUS (PROces FIeld
Bus )
Es un bus de campo abierto y transparente para unir en una misma red distintos dispositivos de automatización de diferentes fabricantes, el cual fue desarrollado en base al modelo ISO/OSI
Creado por varias fabricantes alemanes entre ellos Siemens en el año de 1987
Puede ser de tres tipos ProfibusFMS (Fieldbus Message Specification): transferencia de gran volumen de datos
Profibus DP (Distributed Peripheral): intercambio a gran velocidad de un volumen medio Profibus PA (Process Automation): para trabajar en los ámbitos de control de procesos,
Método de acceso: Paso por testigo con maestro-esclavo
Velocidad de Transmisión: 9,6 kbit/s – 12 Mbit/s
Maximo N de Nodos 32 estaciones por segmento hasta 127
Distancia Máxima 9.6 km y 150 km (depende de la velocidad)
Topología de conexión estrella, anillo , anillo redundante
Puede unir en una misma red distintos dispositivos de automatización de diferentes fabricantes Capacidad de ser diagnosticado ante algún error producido en la red Inmunidad a las posibles interferencias en su entorno Facilidad en su configuración, manejo y construcción El profibus FMS no es adecuado para trabajar a nivel de campo, por no ser elevado el volumen de datos a enviar
Nombre Definición Año de Creación
Características Técnicas Ventajas Desventajas
InterBus
Principal bus de campo en los sistemas de automatización en la industria y está totalmente Standarizado de acuerdo al European Standard EN 50254 y IEC 61158. Creado por Phonex Contact en 1983, y está disponible en el mercado desde 1987
Se puede conectar con todos
los controladores de uso en general.
Un cable serial conecta
sensores y actuadores, máquinas y sistemas.
Conecta sistemas de niveles
superiores.
Velocidad del sistema
500Kbit/s
Tamaño de red hasta 12500
[m]
Fácil de Instal Fácil
instalación (sistema de configuración automática) Amplio rango de utilización y disponibilidad Protocolos de alta eficiencia. Transmisión de datos muy confiable Costoso Poca base instalada GENIUS Es un sistema de entradas/salidas distribuidas destinado a una amplia gama de aplicaciones desde la industria petroquímica y farmacéutica hasta el
manipuleo de materiales
.
Introducido en 1985 por GE Fanuc Automation Control determinístico en tiempo real 31 esclavos con un maestro. Cable de bus tipo Daisy, par trenzado plus shield o Twinax, fibra óptica y módem.
Transmisión Configurable a 153.6 Kbaud estándar, 153.6 Kbaud extendida, 76.8Kbaud o 38.4 kbaud
Longitud de 2.2 km a 38.4 kbaud, 1.3 km a 76.8 kbaud, 1,1 km a 153.6kbaud.
Tecnología robusta con una superior integridad de datos. Inmunidad a la interferencia. Tecnología de entradas/salidas distribuidas permite simplificar el cableado de control Provee automáticamente información de diagnóstico. Terminadores 75, 100, 120, 1510 ohm en ambos fines del cable. Comunicación de datos mediante token bus, no es soportado la configuración estrella o T
Soporta 32 dispositivos excepto para 38.4kbaud que soporta un máximo de 16 dispositivo cableado de campo permiten reducir en mucho el tiempo de ajuste
