La pirámide de la automatización

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La pirámide de la automatización


Comunicaciones protocolarias entre los niveles de la pirámide
La comunicación entre los niveles de la pirámide se realiza mediante protocolos de comunicación bajo normatividad, inicialmente los fabricantes de equipos de control desarrollaron sistemas de propietario, es decir; incompatibles entre sí. Existían muchos estándares internacionales de bus de campo.
Se implementan diferentes tipos de protocolos de comunicación entre los diferentes niveles de la pirámide, dado que requieren diferentes tipos de comunicación.
Los niveles de comunicación se dividen en tres; campo, célula y planta.
Nivel
Aplicación
Tamaño Red
Tráfico
TR
Campo
Profibus/Fieldbus
Pequeña
Pequeña
Alto
Célula
Profibus FMS
Mediana
Mediana
Bajo
Planta
TCP/IP
Grande
Grande
Bajo




Red Sensor/Actuador: "Protocolo ASi"
Se emplea en el nivel inferior, sistema abierto definido por IEC 62026-2 y EN 50295.
El tiempo de ciclo es de 5ms.
Puede controlar hasta 31 esclavos y en la versión2.1 del protocolo hasta 62.
Cada esclavo permite direccionar 4 entradas y 4 salidas digitales, además de 4 bits de parámetros por esclavo, por lo cual controla un máximo de 248 salidas/entradas digitales.
Comunicación con módulos analógicos.
El direccionamiento de los esclavos es electrónico mediante el maestro o un dispositivo de direccionamiento.
Longitud máxima de 100 metros, tensión máxima de 3 V y admite cualquier topología de red.
Tensión máxima de operación 26.5 V y 31.6 V.
La corriente de consumo por esclavo es de 200 MA.



Protocolo CANBUS
Se basa en una topología bus para la trasmisión de mensajes en ambientes distribuidos y multi-procesados, descrito por el estándar ISO 11898.
Prioridad de Mensajes
Garantía de tiempo de latencia (retardos temporales dentro de una red).
Flexibilidad en la configuración.
Recepción multidifusión con sincronización de tiempos.
Detección y señalización de errores.
Retransmisión automática de tramas erróneas.
Distinción entre errores temporales y fallas permanentes de los nodos de la red.
Desconexión autónoma de nodos defectuosos.
Sistema Redundante




Protocolos CIP

ControlNet:
Define una capa básica basada en cable coaxial RG-6 con conectores BNC.
Incluye el soporte incorporado por cables redundantes.
Está basada en la capa CIP que se utiliza en DeviceNet y EtherNet/IP.
DeviceNet:
Cables separados de alimentación y señales de control.
Velocidad de trasmisión:
125 kbit/s
250 kbit/s
500 kbit/s
Más de 64 nodos por red.
Comunicación maestro-esclavo y peer-to-peer.
Permite varios maestros en una red.


Protocolo POWRLINK (EPL)
Comunicación en tiempo real basado en hardware estándar Ethernet.
Aplicaciones Industriales
Módulos de E/S
Comunicación rápida, isócrona y precisa
Protocolo Hart
Proporciona comunicación digital bidireccional con dispositivos de campo inteligentes, conservando la compatibilidad de sistemas de 4-20 mA.
Normalizado por Bell 200
Permite la superposición simultánea a niveles bajos de una señal.
1 lógico (1,200 Hz) y 0 lógico (2,200 Hz).
Señal Analógica de 4-20 mA.
Protocolo FIP y WORLDFIP
Gestión de una base de datos industriales, en tiempo real. Se basa en la norma NFC 46-602 y NFC 46-607 y en el modelo OSI.
Protocolo de operaciones por lotes y de fabricación discreta.
Transferencia de mensajes (subconjunto de MMS)
Servicios periódicos/aperiódicos MPS.
Protocolo PROFIBUS
Varios perfiles (DP, PA, FMS, t TCP/IP)
Velocidad de trasmisión (9.6 – 12,000 kbit/s).
127 Estaciones (32 sin utilizar repetidores).
Distancia máxima:
93.75 KBaudios: 1,200 metros.
187.5 KBaudios: 600 metros.
500 KBaudios 200 metros.
Comunicación maestro-esclavo.



PROFIBUS DP (Campo de Fábrica)
Optimizado para alta velocidad y coste reducido.
Comunicación ente sistemas automáticos y E/S.
Señales paralelas de 24 V o 2-20 mA.
El intercambio de datos es cíclico.
PROFIBUS PA (Campo de Automatización)
Permite comunicación de datos y transporte de energía sobre el mismo bus.
Permite comunicación para la automatización de procesos.
PROFIBUS FMS (Célula/Planta)
Comunicación a nivel de control.
Comunicación extensa y compleja entre el nivel de célula y gestión de planta.
PROFIBUS sobre TCP/IP
Especificación de mensajes de manufactura.



FIELDBUS H1
Control de Procesos.
Comunicación a nivel de campo e integración de dispositivos.
Velocidad de transmisión de 31.25 kbits/s.
Opera con un par de cable trenzado, llevando la señal y la alimentación en los mismos hilos.
Puede usar fibra óptica.
FIELDBUS HSE
Velocidad de transmisión de 100 Mbits/s.
Integración de diversos dispositivos.
Integra subsistemas e información empresarial.