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CPCUnidad IBUSES DE CAMPOProf. Ada Prez R.1ContenidoBuses de campoCronologaDefinicinDiagrama de una Red Industrial con Buses de CampoNormas definidas por la IEC (comit TC65C-WG6) para los Buses de CampoConsorcios y organizacionesNiveles de Redes Industriales (por tipos de buses)Comparacin entre los BusesSensorbuses, Devicebuses y FieldbusesEjemplos de conexiones en campoBUS ASIBuses de campoHistoria cronolgicaFines de los 70 ModBus de Modicon1982- Se inicia Grupo de trabajo FIP1983-P-Net (Dinamarca)1984-CAN1985- Grupo Profibus1985- Inicio trabajos de Normalizacin Internacional: ISASP50, IE TC65/SC65C1994-Fieldbus FoundationBus de CampoEl bus de campo constituye el nivel ms simple y prximo al proceso dentro de la estructura de comunicaciones industriales. Est basado 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. Diagrama de una Red Industrial con Buses de Campo

Elementos considerados en un Bus de Campo Estndares de comunicacin.

Conexiones fsicas.

Protocolo de acceso al medio (MAC) y de enlace (LLC).

Nivel de aplicacin.Normas definidas por la IEC (comitTC65C-WG6) para los Buses de CampoNivel fsico: Bus serie controlado por un maestro, comunicacin semidplex 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.UCV. Maestra en InstrumentacinNormas definidas por la IEC (comit TC65C-WG6) para los Buses de CampoNmero 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 D9 o D25. Normas definidas por la IEC (comit TC65C-WG6) para los Buses de CampoConexin/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.

Normas definidas por la IEC (comit TC65C-WG6) para los Buses de CampoAislamientos: 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.Normas definidas por la IEC (comit TC65C-WG6) para los Buses de CampoTransmisin de mensajes: posibilidad de dilogo entre cualquier par de nodos sin repetidor. Tambin existe la posibilidad de comunicacin a travs de un maestro y uso de repetidores "transparentes" para incrementar las distancias de transmisin.

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). Consorcios y organizaciones Problemas en normalizacin Especificaciones de distintos proyectos:Fieldbus FoundationISP : Interoperable System ProjectPTO: Profibus Trade OrganisationODVA: Open Device Net Vendor AssociationWorld FIPNiveles de Redes Industriales (por tipos de buses)FIELDBUSDEVICEBUSTipos de datosFuncionesBitBytePaquetesSENSORBUSControlLgicoControl deProcesosSensorbusDevicebusFieldbusAplicacionesDiscretas-MquinaDiscretas-MquinaProcesoControl TpicoPLC/PCPLC/PCDistribuidoBasado en mpNOSISIInteligencia Int.NOAlgunosSIDiagnsticoNOSimplesSofisticadosTiempo de resp.5 ms o menos5 ms o menos100 msEjemploSensor de Sensor Fotoelec.Vlvula InteligenteProximidadcon Diagnsticoc/PID y Diagnost.Comparacin entre los BusesClasificacin de las Redes Industriales por tipos de Buses

Redes y Protocolos Estndares

Comparacin de la transmisin de datos segn el tipo de red

UCV. Maestra en InstrumentacinSensorbuses ASI CANbus LonWorks Seriplex Sensoplex18CANbusDeviceNetSDSInterBus-SLonWorksPROFIBUS DPFIPIODevicebuses19Fieldbuses IEC 61158Fieldbus Foundation PROFIBUS LonWorks WorldFIP20ENTRADASSALIDASCPUSENSOR 1SENSOR 2SENSOR 3SENSOR 4SENSOR 5SENSOR NACTUADOR 1ACTUADOR 2ACTUADOR 3ACTUADOR NEnlaces 4-20 mALA SOLUCIN TRADICIONALSENSOR NACTUADOR N ACTUADOR 2 SENSOR 1SENSOR 2 SENSOR 3 ACTUADOR 1Comunicacin con el CPULA SOLUCIN FIELDBUSOTRA SOLUCIN INTERMEDIA C P USENSOR NACTUADOR 3ACTUADOR 2SENSOR 1SENSOR 2SENSOR 3ACTUADOR 1MAESTROMaestroMdulos I/OMdulos I/OMdulos I/OOTRA SOLUCIN INTERMEDIAAS-I: Actuator Sensor interfaceFundado en 1992.Bus de Campo de bajo nivel (sensor bus).Maestro/esclavo secuencial.Comunicacin y alimentacin por un mismo cable (especial).Los elementos de campo pueden ser inteligentes o convencionales binarios o analgicos.

AS-I (Actuator Sensor Interface), es una simple red para la conexin directa de sensores binarios y actuadores al nivel ms bajo de automatizacin (nivel de e/s) hacia redes de ms alto nivel y dispositivos de control. Reemplazando complejos cableados y paneles, AS-i reduce el tiempo de diseo, costo de instalacin y complejidad de mantenimiento. Todo esto desemboca en la reduccin de los costos totales.

La especificacin desarrollada por un grupo de fabricantes, principalmente del sector de actuadores/sensores, es completamente abierto e independiente del fabricante.

AS-I: Actuator Sensor interfaceCapa FsicaCable plano especial con polarizacin mecnica. Alimentacin 24 Vcc, hasta 100 mA por esclavo, 2 A mximo.Topologa: rbol.Velocidad de transmisin: 150 kbaudios.Codificacin: Mnchester.Cantidad de nodos: 1 maestro y hasta 31 esclavos con 4 I/O binarias c/uTiempo de ciclo: 5 ms.Longitud: 100 m sin repetidores (2 rep. Mx.)

sin resistor de terminacinalta inmunidad al ruidoMASTERSensorASIActuadorASIActuadoresConvencionalesActuadorSensorContASISensoresConvencionalesFieldbusFormato del Mensaje (Maestro)

ST- START BITSB- CONTROL BITA0...A4- ADDRESSI0....I4- INFORMATIONPB- CHECK BITEB- END BIT

Formato del Mensaje (Esclavo)ST- START BITI0...I3- INFORMATIONPB- CHECK BITEB- END BIT

Red AS-I

Red ASI para conectar dispositivos con datos de 1 bit

Conexin de dispositivos de campo usando redes CANbus y ASI

Fuentes consultadasMandado, Enrique y otros.(2006). Autmatas programables. Entorno y Aplicaciones. Editorial Thomson. Madrid, EspaaPresentacin: Redes Industriales. Roberto Vignoni. Laboratorio de Electrnica Industrial Control e Instrumentacin. Facultad de Ingeniera UNLP. vignoni@leici.ing.unlp.edu.ar http://pomelo.ivia.es/mecanizacion/www/Manual_Electronica/index.htm www.industrialtext.com. (Tutorial: Communication Networks.pdf)