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CCOOMMUUNNIICCAACCIINN

IINNDDUUSSTTRRIIAALL

CCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS

IINNDDUUSSTTRRIIAALLEESS

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Comunicacin Industrial

Unidad 4. Comunicaciones industriales. 1

NDICE

OBJETIVOS .................................................................................................3 INTRODUCCIN..........................................................................................4 4.1. Comunicaciones industriales ...............................................................5

4.1.1. Ruido en las lneas de transmisin ...................................................54.1.2. Modo diferencial................................................................................6

4.2. RS-232.....................................................................................................7 4.2.1. Especificaciones elctricas ...............................................................74.2.2. Especificaciones mecnicas .............................................................8

4.3. RS-485...................................................................................................10 4.3.1. Especificaciones elctricas .............................................................114.4. Redes industriales ...............................................................................13

4.4.1. Niveles de una red industrial...........................................................134.4.2. Redes LAN industriales...................................................................154.4.3. MMS: manufacturing message specification (especificacin de

mensajera de manufacturas) .........................................................164.4.4. Buses de campo .............................................................................174.4.5. Estructura de Capas del Bus de Campo.........................................20

RESUMEN..................................................................................................23

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OBJETIVOS

Conocer las diferencias entre las comunicaciones de mbito ofimtico ylas comunicaciones de tipo industrial.

Comprender el porqu de distinguir claramente las comunicacionesindustriales y los factores determinantes de esta clasificacin.

Saber que las comunicaciones industriales usan fundamentalmentemtodos de comunicacin serie y que estos mtodos se basan

principalmente en los estndares RS232 y RS485.

Conocer las redes industriales y su clasificacin por niveles.

Analizar MMS como una normalizacin de la capa de aplicacin usadaampliamente en las redes industriales.

Interpretar claramente las caractersticas generales de los buses decampo, ya que son los medios ms empleados en redes industriales.

Saber que los buses de campo se ajustan al modelo de referencia OSI, yen que niveles del mismo operan.

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Unidad 4. Comunicaciones industriales.4

INTRODUCCIN

Las comunicaciones en el mbito industrial han cobrado un papel

predominante en la actualidad. Por desgracia, la severidad de los entornos de

aplicacin oblig a desarrollar sistemas de comunicaciones ms fiables,

seguras y con mayores prestaciones. Entre estos desarrollos destaca RS485.

Como base a este desarrollo han surgido una gran variedad de sistemas de

comunicaciones aplicados a las redes industriales. Observaremos que la

organizacin y distribucin de las redes industriales difiere bastante de las

redes ofimticas, pero que tambin disponen de puntos en comn, como su

integracin en el modelo de referencia OSI.

Como mtodos de comunicacin puramente industriales, prestaremos

especial atencin a los buses de campo, elementos que han sufrido un auge

espectacular en los ltimos tiempos.

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4.1. COMUNICACIONES INDUSTRIALES

Hasta el momento solo hemos estudiado las comunicaciones de un modo

muy genrico. Los conceptos vistos hasta ahora, sirven tanto para

comunicaciones de tipo ofimtico como industrial, pero vamos a profundizar

ms en estas ltimas.

Un entorno ofimtico o domstico podramos definirlo casi como ideal. El

comportamiento en estos ambientes es fiable y seguro, ya que prcticamente

no existen perturbaciones que puedan afectar a las comunicaciones.

Un ambiente industrial es muchsimo ms severo y existen infinidad de

factores crticos para los equipos y sistemas de comunicaciones. Humedad,

suciedad, ruido elctrico, entre otros, son causas de innumerables fuentes de

problemas en las comunicaciones, por ello se buscan medios y mtodos

capaces de salvar estos inconvenientes.

4.1.1. RUIDO EN LAS LNEAS DE TRANSMISIN

Los cables utilizados para transmitir seales externas a un sistema, estn

expuestos al ruido electromagntico externo provocado por transitorios de lasconmutaciones de los dispositivos de sistemas de control cercanos a los

equipos de comunicacin, por ejemplo la activacin y desactivacin de rels y

contactores.

Como eventos externos, tambin pueden producirse interferencias por

sistemas con malas conexiones a tierras, lo cual inducir ruido en nuestro

sistema. Como ejemplo ms claro podramos considerar los motores

elctricos.

Las seales en los hilos adyacentes dentro de un cable pueden tambin

inducir ruido electromagntico en otros hilos del cable.

Todo esto puede parecernos exagerado inicialmente, pero hay que tener en

cuenta que los niveles de tensin sobre los que trabajan los sistemas de

comunicaciones, son muy pequeos. Adems en la mayora de los circuitos

elctricos y electrnicos, se trabaja en modo comn, o sea tomando siempre

como referencia los 0 voltios, o lo que es lo mismo, masa. Esto hace que

cualquier perturbacin elctrica se sume a la seal til, producindose

distorsiones.

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Todos conocemos un ejemplo tpico de perturbacin

electromagntica, y adems visual. En viviendas un poco

antiguas, en las que no existe toma de tierra en la instalacinelctrica, podemos ver los efectos de poner en marcha, por

ejemplo, una batidora en la pantalla del televisor por las

interferencias que aparecen.

4.1.2. MODO DIFERENCIAL

Para intentar solventar los problemas descritos anteriormente, se ha venido

recurriendo sobre todo al apantallamiento de los hilos conductores empleados

en los sistemas de comunicaciones. Esto solucionaba en parte losinconvenientes descritos, pero conforme aumentaba la longitud de las lneas

de transmisin, disminua su efectividad, por ello se ideo el modo diferencial.

La idea es la siguiente, sabiendo que aquellos sistemas que trabajan en modo

comn se ven afectados con mucha facilidad por el ruido, se pens en un

sistema de doble lnea. En modo comn se utiliza un vivo y masa, mientras

que en modo diferencial se utilizan dos vivos y masa. La seal til no es la

resultante de referenciar a masa, sino aquella resultante de la diferencia de

los dos vivos. Este mtodo se ve afectado tambin por el ruido, pero

inducindose en los dos cables por igual, por lo que al realizar la diferencia de

las dos seales, todo el ruido inducido se contrarresta, quedando

exclusivamente la informacin til sin distorsiones.

En entornos industriales se recurre habitualmente a este sistema, mejorando

aun ms su comportamiento procediendo al apantallamiento de los

conductores.

RS485 es el estndar por excelencia en las comunicaciones

industriales. Este mtodo emplea el modo diferencial.

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4.2. RS-232

La Electronics Industries Association (EIA), introdujo el estndar RS-232 en

1962 en un intento de unificar los enlaces entre los Equipos Terminales de

Datos (DTE) y los Equipos de Comunicacin de Datos (DCE), y as unificar

conexiones elctricas, mecnicas y funcionales entre equipos. El DTE

comprende el origen de datos y mtodo de envo, y el DCE proporciona las

funciones para establecer, mantener y terminar una conexin.

Pronto se convirti en el estndar de comunicaciones serie debido al auge del

PC, siendo el sistema ms habitual en comunicaciones punto a punto. En

equipos electrnicos se usa para conectar ratones, impresoras, lectores de

cdigos de barras, etc.

4.2.1. ESPECIFICACIONES ELCTRICAS

Los circuitos deben manejar seales bipolares, que en ningn caso deben

exceder en sus conexiones los +/-25V. Cada lnea debe tener una impedancia

mnima de 3Kohm y mxima de 7Kohm. Un 0 lgico est representado por

un voltaje entre +5V y +15V, y un 1 lgico, por un voltaje entre 5V y -15V.

La longitud mxima de los conductores definida inicialmente, no poda

exceder los 15 mt., pero con las posteriores modificaciones se estableci una

mxima carga capacitiva de 2500 pF. Las velocidades de transmisin

iniciales, se fijaron en 8kbps, superndose en estos momentos los 200 Kbps.

0 Lgico

1 Lgico-5 V

a -15 V

+5 V

a +15 V

Figura 4.1. Niveles de tensin de RS232

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4.2.2. ESPECIFICACIONES MECNICAS

Inicialmente se consider el conector de 25 pines DB25 como conexin tipo,

pero con la evolucin de la informtica sobre todo la porttil, se ha pasado al

conector de 9 pines DB9.

1 DCD Data Carrier Detect Deteccin portadora datos.

6 DSR Data Set Ready Paquete de datos listo.

2 RD Receive Data line Linea de recepcin.

7 RTS Request To Send Peticin de envo.

3 TD Transmit Data line Lnea de transmisin.

8 CTS Clear To Send Listo para enviar.

4 DTR Data Terminal Ready Terminal de datos listo.

9 RI Ring Indicator Indicador de llamada.

5 GND Ground Masa.

Figura 4.2. Conector DB9 empleado en RS232

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RS232 no es el mtodo ms empleado en comunicaciones

industriales, pero s un punto de partida comn. Pese a ello,

existen multitud de dispositivos empleados en la industria queemplean este mtodo.

A nivel industrial, uno de los ejemplos ms tpicos de

dispositivo que utiliza el estndar RS232 como medio de

comunicacin, son los lectores de cdigos de barras.

Bsicamente funcionan exactamente igual que los empleados

en mbitos comerciales, con la diferencia de que son ms

robustos y estn adaptados para trabajar en entornos msagresivos.

RS232 es un mtodo de comunicacin punto a punto, es

decir, el nmero de interlocutores est limitado a dos.

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4.3. RS-485

La Electronics Industries Association (EIA), desarroll el estndar RS-485 en

1983 para interconectar lneas de datos, control y temporizacin entre

ordenadores y sus posibles perifricos, mediante lneas de transmisin

balanceadas, o lo que es lo mismo, que trabajasen en modo diferencial. El

estndar solo define la capa 1 o capa fsica. Los posibles protocolos,

temporizaciones o eleccin de conexiones, quedan en mano de los usuarios.

El RS-485 fue definido originalmente como una actualizacin del estndar

RS-422, pero ofreciendo ms flexibilidad y prestaciones. El RS-485 permite la

conexin de mltiples emisores y receptores en una lnea nica, facilitando de

este modo la transmisin en modo half-duplex. Inicialmente, la longitud

mxima no est especificada, pero sirva como referencia unos 1200 m. Las

velocidades de transmisin alcanzadas, superan los 10 Mbps, pero quedan

supeditadas a la longitud de los conductores empleados.

Al trabajar en modo balanceado o diferencial, se consigue una gran

inmunidad al ruido, razn por la cual es el mtodo de transmisin ms

extendido en entornos industriales.

Como veremos a continuacin, este estndar es bastante detallista a nivel de

especificaciones elctricas, pero en cambio deja abierto todo el tema de

especificaciones mecnicas y de protocolos a emplear.

La ambigedad en la definicin del estndar ha provocado la

existencia de infinidad de soluciones en buses de campo que

utilizan este mtodo, pero que son incompatibles entre ellas.

RS485 permite la interconexin de mltiples interlocutores, o

sea, es un sistema multipunto.

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4.3.1. ESPECIFICACIONES ELCTRICAS

Las especificaciones aqu definidas son las iniciales, y ya se han visto

superadas ampliamente, pero nos sirven como referencia ya que son

comunes a todos los sistemas que emplean este mtodo de comunicaciones.

Un driver o interfase debe poder manejar hasta 32 elementos conectados al

bus. Consideraremos un elemento, todo dispositivo capaz de emitir y recibir a

travs del bus. Esta cantidad se ha visto superada con las ltimas revisiones,

llegando a cifras de hasta 1024 elementos, pero lo habitual es aceptar hasta

128 dispositivos. As mismo debe ser capaz de proporcionar una tensin en

modo diferencial entre 1.5V y 5V. Las tensiones en modo comn deben estar

comprendidas entre 7V y +12V. La sensibilidad de entrada debe ser de +/-200mV en modo diferencial.

Los drivers tienen que poseer capacidad de contencin para

transmisiones mltiples, o sea, solo pueden emitir de uno en

uno, pero deben soportar elctricamente las posibles

transmisiones simultneas sin sufrir dao alguno.

Los dispositivos de comunicacin especficos para entornos industriales,

deben llevar incorporadas las suficientes protecciones contra descargaselctricas, debido sobre todo a las longitudes de los conductores y el mbito

de aplicacin.

Por todas las caractersticas empleadas anteriormente, su relativamente

reducido coste econmico, pero sobre todo al hecho de que no se han

definido ni protocolos ni especificaciones mecnicas, hacen que sea la

solucin ms extendida y empleada por los fabricantes a la hora de

desarrollar sistemas de comunicaciones industriales.

Figura 4.3. Esquema electrnico de un sistema basado en RS485

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En este diagrama podemos observar el esquema electrnico tpico de un

sistema RS-485. Cada driver muestra dos partes diferenciadas, la lnea de

transmisin y la lnea de recepcin. Cada una de estas lneas dispone de un

terminal de control complementario, o sea, cuando emite deshabilita la

recepcin y viceversa. En la prctica nosotros ni siquiera los vamos a ver, ya

que est implementado internamente en los circuitos empleados por este

sistema. Lo que tambin destaca en este diagrama, es la existencia de dos

resistencias. Estas resistencias existen nicamente en el primer y ltimo

elemento del bus, y su funcin es mantener la impedancia de lnea.

En sistemas como Profibus, basado en RS-485, esta

resistencia se conecta o desconecta mediante un pequeointerruptor situado en los conectores de los dispositivos.

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4.4. REDES INDUSTRIALES

En la empresa coexisten una serie de equipos y dispositivos dedicados al

control de una mquina o una parte cerrada de un proceso. Entre estos

dispositivos estn los autmatas programables, ordenadores de diseo y

gestin, sensores, actuadores, etc.

El desarrollo de las redes industriales ha establecido una forma de unir todos

estos dispositivos, aumentando el rendimiento y proporcionando nuevas

posibilidades. Las ventajas que se aportan con una red industrial son, entre

otras, las siguientes:

Visualizacin y supervisin de todo el proceso productivo.

Toma de datos del proceso ms rpida o instantnea.

Mejora del rendimiento general de todo el proceso.

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

Programacin a distancia, sin necesidad de estar a pie de fbrica.

Las ventajas son evidentes, pero a cambio de un cierto costo que debe ser

estudiado para determinar si la inversin es rentable o innecesaria.

4.4.1. NIVELES DE UNA RED INDUSTRIAL

En una red industrial coexistirn equipos y dispositivos de todo tipo, los cuales

suelen agruparse jerrquicamente para establecer conexiones lo ms

adecuadas a cada rea. De esta forma se definen cuatro niveles dentro de

una red industrial.

Nivel de gestin o control

Es el nivel ms elevado y se encarga de integrar los niveles siguientes en una

estructura de fbrica, e incluso de mltiples factoras. Las mquinas aqu

conectadas suelen ser estaciones de trabajo que hacen de puente entre el

proceso productivo y el rea de gestin, en el cual se supervisan las ventas,

stocks, etc. Se emplea una red de tipo LAN (Local Area Network) o WAN

(Wide Area Network).

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Nivel de clula

Se encarga de enlazar y dirigir las distintas zonas de trabajo. A este nivel se

sitan los autmatas de gama alta y los ordenadores dedicados a diseo,control de calidad, programacin, etc. Se suele emplear una red de tipo LAN.

Nivel de campo y proceso

Se encarga de la integracin de pequeos automatismos (autmatas

compactos, multiplexores de E/S, controladores PID, etc.) dentro de sub-

redes o "islas". En el nivel ms alto de estas redes se suelen encontrar uno o

varios autmatas modulares, actuando como maestros de la red o maestros

flotantes. En este nivel se emplean los buses de campo.

Nivel de E/S

Es el nivel ms prximo al proceso. Aqu estn los sensores y actuadores,

encargados de manejar el proceso productivo y tomar las medidas necesarias

para la correcta automatizacin y supervisin.

Ethernet Industrial

Ethernet Industrial

PROFIDUS

PROFIDUS

Actuador

Sensor

Interfase

Nivel de

Control de

Procesos

Nivel de

Clula

Nivel de

Campo

Nivel de

Sensor

Actuador

Figura 4.4. Niveles en una red industrial

Esta estructura citada no es universal, habr casos en los que

conste de un nmero mayor o menor de niveles, dependiendo

del tamao del proceso y la propia industria.

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4.4.2. REDES LANINDUSTRIALES

Son las redes ms elevadas jerrquicamente. Los estndares ms conocidos

y extendidos son dos:

MAP (Manufacturing Automation Protocol)

ETHERNET

MAP (Manufacturing Automation Protocol)

Naci como un producto especialmente diseado para el entorno industrial, lo

que hace que sea de mayor xito en LAN industriales. Fue impulsado por

General Motors y normalizado por el IEEE. No acta a nivel de bus de campo,pero establece pasarelas hacia estos buses mediante terminales. Tambin

permite integracin en redes WAN.

La especificacin MAP indica una estructura funcional para comunicar

dispositivos de fabricacin: robots, PLCs, PCs, etc. Pero adems incluye una

cierta metodologa de cmo organizar las aplicaciones distribuidas entre

mquinas que se coordinan en la realizacin de las tareas de fbrica.

La estructura general de MAP se ajusta al modelo ISO/OSI RM en sus siete

capas del modelo de comunicacin. La parte ms importante del MAP es la

Especificacin de los Mensajes de Fabricacin (MMS, Manufacturing

Message Specification), que se ha aadido a la capa 7, de aplicacin, como

una especificacin especialmente diseada y organizada para los sistemas de

fabricacin.

MAP empez en 1980 impulsado por General Motors, pero

dejo de desarrollarse en 1987.

Existen en la actualidad sistemas que siguen trabajando con

este protocolo, y concretamente la versin 3.0. Adems

fabricantes de primer orden siguen dando soporte a este

protocolo.

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ETHERNET

Como hemos comentado anteriormente, fue diseada por Xerox Corporation

y registrada posteriormente junto con Digital e Intel. Es compatible con elmodelo OSI en los niveles 1, 2 y 3 (el ltimo a travs de puentes). Permite

topologa en Bus o rbol con comunicacin half dplex. Las velocidades van

desde los 10 Mbits/s a los 100 Mbits/s de Fast-Ethernet. Es uno de los

estndar de red que ms rpidamente evolucionan, debido a su uso masivo

en redes ofimticas.

4.4.3. MMS:MANUFACTURING MESSAGE SPECIFICATION(ESPECIFICACIN DE MENSAJERA DE MANUFACTURAS)

MMS es una normalizacin de la capa de aplicacin diseada para

proporcionar servicios de mensajera entre y con dispositivos programables

en entornos CIM (Computer Integrated Manufacturing).

Define un conjunto de objetos MMS que pueden existir dentro de un

dispositivo. A su vez contempla un conjunto de servicios de mensajera para

acceder y manipular estos objetos.

Tambin define el comportamiento del dispositivo (de los objetos) frente a

dicho conjunto de servicios de mensajera.

Los servicios MMS se han diseado especialmente para los dispositivos de

fabricacin, para su monitorizacin y control. La especificacin contiene 86

servicios, que se puede agrupar en:

Gestin de la conexin.

Comparticin de la informacin de los dispositivos.

Carga y descarga de programas.

Gestin de programas.

Acceso a variables (creacin, lectura, escritura,).

Gestin de recursos.

Comunicacin con el operador.

Gestin de eventos (temporizados, notificaciones,).

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4.4.4. BUSES DE CAMPO

El bus de campo constituye el nivel ms simple y prximo al proceso dentro

de la estructura de comunicaciones industriales. Est basada en

procesadores simples y utiliza un protocolo mnimo para gestionar el enlace

entre ellos. Los buses de campo ms recientes permiten la comunicacin con

buses jerrquicamente superiores y ms potentes.

En un bus de campo se engloban las siguientes partes:

Estndares de comunicacin: cubren los niveles fsico, de enlace y

de comunicacin establecidos en el modelo OSI (Open Systems

Interconnection).

Conexiones fsicas: en general, las especificaciones de un

determinado bus admiten ms de un tipo de conexin fsica. Las ms

comunes son half-duplex (comunicacin en banda base tipo RS-485),

RS-422 y conexiones en bucle de corriente.

Protocolo de acceso al medio (MAC) y de enlace (LLC): consiste en

la definicin de una serie de funciones y servicios de la red mediante

cdigos de operacin estndar.

Nivel de aplicacin: es el dirigido al usuario, apoyndose en las

funciones estndar antes mencionadas para crear programas de

gestin y presentacin. La aplicacin suele ser propia de cada

fabricante, permitiendo a lo sumo la programacin en un lenguaje

estndar.

Muchos han sido los intentos de normalizacin de los buses de campo, hasta

que estos fueron normalizados segn norma IEC, el cual define una serie de

reglas genricas, que sirven de referencia pero no son de obligado

cumplimiento:

Nivel fsico: Bus serie controlado por un maestro, comunicacin half

dplex trabajando en banda base.

Velocidades: 1 Mbit/s para distancias cortas, o valores inferiores,

entre 250 Kbits/s a 64 Kbits/s para distancias largas.

Longitudes: 40 m para la mxima velocidad y 350 m a velocidades

ms bajas.

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Nmero de perifricos: 30 nodos como mximo, con posibles

ramificaciones hasta un mximo de 60 elementos.

Tipo de cable: pares de cables trenzados y apantallados.

Conectores: bornes tipo industrial o conectores tipo DB9 o DB25.

Conexin/desconexin "on line": la conexin y/o desconexin de

algn nodo no debe interferir el trfico de datos.

Topologa: bus fsico con posibles derivaciones hacia los nodos o

perifricos.

Longitud de ramificaciones: mxima longitud de las derivaciones de

10 m.

Aislamientos: 500 V CA permanentes entre elementos de campo y

bus. Tensin de prueba 1500 V CA / 1 minuto.

Seguridad intrnseca: opcin a conectar elementos de campo con

tensiones reducidas para atmsferas explosivas.

Alimentacin: opcin de alimentar los elementos de campo a travs

del bus.

Longitud de mensajes: mnimo 16 bytes por mensaje.

Transmisin de mensajes: posibilidad de dilogo entre cualquier par

de nodos sin repetidor. Esto no excluye, sin embargo, la posibilidad

de que la comunicacin se haga a travs de un maestro ni tampoco

excluye el empleo de repetidores "transparentes" para incrementar

las distancias de transmisin.

Maestro flotante: posibilidad de maestro flotante entre diversos

nodos.

Implementacin de protocolo: los circuitos integrados que

implementen el protocolo deben estar disponibles comercialmente y

ser de dominio pblico (no protegidos por patentes de exclusividad).

Cuando estudiemos buses de campo especficos,

observaremos que se cumplen algunas de las directrices

expresadas anteriormente, pero no todas ellas. Como hemos

indicado anteriormente, esto no es un conjunto de normas, si

no recomendaciones.

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Las especificaciones del IEC son bastante detallistas a nivel fsico, pero dejan

muy abiertos los niveles de enlace y aplicacin.

Por tanto hay varios posibles candidatos a bus de campo estndar, con la

consiguiente falta de compatibilidad entre productos a este nivel. Por ello, hay

que asegurarse que todos los componentes de la red siguen un mismo bus de

campo, para que la comunicacin no presente problemas o haya que realizar

pasarelas entre buses.

La razn fundamental para el uso de buses de campo, es el abaratamiento de

costes de instalacin. Como contrapartida, el precio de los equipos y

componentes a emplear es elevado, por lo que hay que estudiar con

detenimiento el mbito de aplicacin. Ante un nmero pequeo de seales a

tratar, los buses de campo no resultan rentables, y es preferible trabajar con

los sistemas centralizados tradicionales.

I-loop

AS-I C

AN

InterbusS

BitBus

EcheLON

ProfibusDP

ProfibusFMS

WorldFIP

ProfibusPA

FieldBusFoundation

Mini-MAP

MMS

MAP

Figura 4.5. Tipos de buses de campo comerciales

En el grfico anterior podemos observar la diversidad de buses de campo

existentes en el mercado, y su integracin en las redes industriales.

Como hemos indicado anteriormente, las redes industriales no

estn organizadas de una manera fija. El ejemplo lo tenemos

en el grfico anterior, ya que como podemos observar la

organizacin expresada vara.

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4.4.5. ESTRUCTURA DE CAPAS DEL BUS DE CAMPO

La configuracin ms ampliamente consensuada es la de tres capas,

correspondientes a la capa fsica, de enlace y de aplicacin. Tambin

usualmente se considera una capa externa de usuario.

Capa de Usuario

Capa de Aplicacin

XXXX

Capa de Enlace

Capa FsicaFigura 4.6. Capas empleadas por los buses de campo

Capa fsica

Tiene que definir la velocidad de transmisin, nmero de dispositivos que

pueden conectarse, longitud mxima de cable, medio de transmisin, etc.:

RS232C, RS-422, RS-485.

Capa de enlace

Debe tener en cuenta el control de acceso al medio, y esto depende de los

mtodos empleados:

Maestro-esclavo: acceso mltiple por divisin de tiempos (TDMA).

Entre los maestros: token bus o token ring.

Capa de usuario

Se define un conjunto de objetos de descripcin e intercambio de datos:

Perfiles de dispositivos.

Descripcin de dispositivos.

Lenguaje de descripcin de dispositivos.

Perfiles de dispositivos (PROFILES): definicin precisa de normalizaciones de

dispositivos para aplicaciones especficas.

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Descripcin de dispositivos (DD): descripcin de cmo cada dispositivo

presenta sus datos. Incluye el nombre, el fabricante, el software interno, los

procedimientos, los formatos, los tipos y otros. Esta descripcin se deja

accesible a todos los otros dispositivos de la red por medio de disquetes o

puede estar integrada dentro de la propia ROM del dispositivo.

Lenguaje de descripcin de dispositivos (DDL): este lenguaje proporciona la

semntica de definicin y exportacin de las descripciones de dispositivos,

por medio de una gramtica formal.

La capa de usuario pretende asegurar la interoperatividad entre dispositivos

de diferentes fabricantes. Adems facilita la migracin a los dispositivos de

campo de una parte de las funcionalidades que normalmente estn en el

autmata.

Un caso prctico de esta funcionalidad es Profibus. El que

trabajamos con una marca determinada, digamos Siemens, no

nos limita en el uso de dispositivos de otros fabricantes, por

ejemplo Telemecanique, pero necesitaremos realizar la

configuracin adecuada para poder hacerlo. Todo esto se

realiza en la capa de usuario.

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RESUMEN

En comparacin con un entorno ofimtico, un ambiente industrial esmuchsimo ms severo y existen infinidad de factores crticos para los

equipos y sistemas de comunicaciones.

En el modo diferencial el ruido inducido se contrarresta, quedandoexclusivamente la informacin til sin distorsiones.

La Electronics Industries Association (EIA), introdujo el estndar RS-232en 1962 en un intento de unificar los enlaces entre los Equipos Terminales

de Datos (DTE) y los Equipos de Comunicacin de Datos (DCE), y as

unificar conexiones elctricas, mecnicas y funcionales entre equipos.

RS232 es un mtodo de comunicacin punto a punto, es decir, elnmero de interlocutores est limitado a dos.

La Electronics Industries Association (EIA), desarroll el estndar RS-485en 1983 para interconectar lneas de datos, control y temporizacin entre

ordenadores y sus posibles perifricos, mediante lneas de transmisin

balanceadas, o lo que es lo mismo, que trabajasen en modo diferencial.

RS485 permite la interconexin de mltiples interlocutores, o sea, es unsistema multipunto.

RS485 es el estndar por excelencia en las comunicaciones industriales.

En una red industrial coexistirn equipos y dispositivos de todo tipo, loscuales suelen agruparse jerrquicamente para establecer conexiones lo

ms adecuadas a cada rea.

Habitualmente, los niveles de una red industrial se dividen en Nivel degestin, Nivel de clula, Nivel de campo y Nivel de sensor actuador.

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MAP (Manufacturing Automation Protocol) empez en 1980 impulsado porGeneral Motors, pero dejo de desarrollarse en 1987.

La especificacin MAP indica una estructura funcional para comunicardispositivos de fabricacin: robots, PLCs, PCs, etc.

MMS es una normalizacin de la capa de aplicacin diseada paraproporcionar servicios de mensajera entre y con dispositivos

programables en entornos CIM (Computer Integrated Manufacturing).

El bus de campo constituye el nivel ms simple y prximo al procesodentro de la estructura de comunicaciones industriales.

La norma IEC define una serie de reglas genricas para los buses decampo, que sirven de referencia pero no son de obligado cumplimiento.

La configuracin ms ampliamente consensuada en los buses de campoes la de tres capas, correspondientes a las capas fsica, de enlace y de

aplicacin.

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