control net

5/12/2018 Control Net - slidepdf.com

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CAPÍTULO XI

CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE LAS REDES DE CAMPO DEVICENET Y

CONTROLNET

11.1 Introducción

Como se estudió en el capítulo II, existen diferentes alternativas de redes de campo entre

los cuales se debe determinarse cuál elegir. Entre éstos se encuentran las redes de campo

DeviceNet y ControlNet. En el presente capítulo se plantean una serie de criterios orientados a la

elección de una red de campo para luego centrarse en los aspectos particulares que determinaríanla elección de una red DeviceNet y ControlNet.

11.2 Posicionamiento de la red y los criterios de selección

La selección de la red (o de las redes) para una aplicación depende de varios factores. En

la figura 11.1 se muestra una carta de posicionamiento de distintas redes industriales.

Figura 11.1 Posicionamiento de redes de automatización industrial.

227



228

De acuerdo con la carta de posicionamiento de redes industriales ilustrada en la figura

anterior, se pueden desprender varios aspectos que se deben tomar en cuenta al momento de

elegir una determinada red. Entre tales aspectos se pueden observar, por ejemplo, el nivel de

automatización y el costo.

11.3 Criterios de selección de una red industrial

Debido a la diversidad de características que se asocian a una red, la elección de una

determinada red de campo puede resultar compleja. Sin embargo, pueden agruparse las

principales características comunes a cada red y determinar 3 criterios principales a considerarpara su elección. Éstos son:

• Capacidad de la red para dar solución a la aplicación.

• Eficiencia con la cual la red entrega la solución, y

• Proyección técnica y económica que entrega la red para la aplicación.

En la figura 11.2 se muestra una representación abstracta de estos tres criterios y la forma

en que están interrelacionados.

Figura 11.2. Principales criterios para la elección de una red industrial.



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11.3.1 Capacidad de la red

Las capacidades de la red se relacionan con sus características técnicas y prestaciones.

Características asociadas con el criterio de capacidad de la red son:

• Nivel de automatización

• Volumen de dato

• Tipo de dato

• Método de acceso al medio

• Topología

• Número de nodos• Distancia

• Métodos de comunicación

• Tasa de transmisión

• Respuesta de tiempo-real garantizada

• Herramientas de software disponibles

11.3.2 Eficiencia de la red

La eficiencia de la red se relaciona con la minimización de los costos, tanto económicos,

de tiempo y técnicos, asociados con la solución. Características relacionadas con el criterio de

eficiencia de la red son:

• Reducción del tiempo y del diseño de la ingeniería del proyecto.

• Reducción y simplificación del cableado de la red.

• Reducción de la puesta en marcha del proyecto.

• Eficiencia en la comunicación de la red.

• Costos de los dispositivos.



230

11.3.3 Proyección de la red

La proyección técnica y económica de la red se refiere a las posibilidades de ampliación y

actualización que la red entrega a una determinada aplicación, lo cual se traduce en un ahorro decostos futuro. Características asociadas con el criterio de proyección técnica y económica de la

red son:

• Interoperabilidad

• Integración niveles CIM

• Ampliación de la red

• Actualización y Grado de Obsolescencia• Servicios de Post-Venta



231

11.4 Criterios para la selección de la red DeviceNet

Para determinar los criterios de selección para la red DeviceNet, se pueden plantear dos

preguntas a responder:

1. ¿Para qué tipo de aplicaciones es recomendable DeviceNet?

2. ¿Cómo responde DeviceNet a los 3 criterios generales de selección de una red?

11.4.1 ¿Para qué tipo de aplicaciones es recomendable DeviceNet?

La red de campo DeviceNet ha sido diseñado como una red del nivel de dispositivos

dentro de una arquitectura de integración industrial. Por ello, la red DeviceNet es recomendable

en las siguientes aplicaciones:

• Conexión de dispositivos de bajo nivel (sensores y actuadores con comunicación

DeviceNet) directamente a los controladores de planta, sin interfazarlos a través de

módulos I/O.

• En una red de Drives.

• Aplicaciones en que los nodos no están muy separados.

• Cuando se requiere información de diagnóstico avanzada para mejorar la recolección de

datos y la detección de fallas.



232

11.4.2 ¿Cómo responde DeviceNet a los 3 criterios generales de selección de una red?

a) Capacidad de la red DeviceNet

• Nivel de automatización: Dispositivo; conecta PLC, PC (con tarjeta de comunicación),

sensores con comunicación DeviceNet, Drives, módulos I/O para sensores/actuadores

estándar. Recomendado especialmente para redes de Drives debido a baja perturbación

por ruido debido a la característica eléctrica de transmisión en voltajes invertidos.

• Volumen de dato: 8 bytes por trama

• Tipo de dato: Mensajería de entrada/salida (implícita) y Mensajería Explícita

• Método de acceso al medio: CSMA/NBA, ofrece aleatoriedad de acceso con prioridadmediante arbitraje en caso de conflicto por el medio.

• Topología: Línea troncal con derivaciones.

• Número de nodos: 64.

• Distancia: hasta 500m la línea troncal y hasta 6m las derivaciones.

• Mecanismos de comunicación: Bit-Strobe, Poll, Cambio de Estado y Cíclico.

• Tasa de transmisión: 125, 250 y 500kbps.

• Respuesta de tiempo real: 5 – 15 ms.

• Herramientas de software disponibles: para plataforma de control y configuración de la

red.

b) Eficiencia de la red DeviceNet

• Reducción del tiempo y del diseño de la ingeniería del proyecto: Alta.

• Reducción y simplificación del cableado de la red: Alta.

• Reducción de la puesta en marcha del proyecto: Alta.

• Eficiencia en la comunicación de la red: Alta, por la elección de los mecanismos de

comunicación apropiados.

• Costo de los dispositivos: Elevado.



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c) Proyección de la red DeviceNet

• Interoperabilidad: estándar abierto, certificación ODVA.

• Integración niveles CIM: arquitectura NetLinx de ODVA y Rockwell-Automation con

las redes ControlNet y EtherNet/IP.

• Ampliación de la red: hasta 64 nodos; pueden distribuirse redes DeviceNet que pueden

comunicarse a través de ControlNet o EtherNet/IP como backbone (ver sección 7.16).

• Actualización y Grado de Obsolescencia: DeviceNet es estandarizado en el año 2000.DeviceNet se sigue desarrollando a través de los SIGS. Dispositivos que cumplen con el

test de ODVA garantizan interoperabilidad DeviceNet con desarrollos futuros DeviceNet.

A través del protocolo CIP en las capas superiores, DeviceNet podrá tener comunicación

con futuras redes que lo implementen también.

• Servicios de Venta y Post-Venta: En los Estados Unidos se han vendido cerca de

500.000 nodos DeviceNet (para el año 2003, según la propia Rockwell-Automation), con

lo cual, en ese país se ofrece un servicio de venta y post-venta que entrega entre otros

servicios capacitación de personal, mantenimiento y consultorías de proyectos.

En el caso de Chile, si bien se dan estos servicios, existe sólo un distribuidor

autorizado de equipamiento Rockwell-Automation y pocas empresas para el desarrollo de

proyectos con redes DeviceNet. Esto resulta una importante desventaja en los siguientes

dos aspectos:

o Elevado costo de la solución.

o Pobre servicio de post-venta (en relación al dado en Estados Unidos)



234

11.5 Criterios para la selección de la red ControlNet

Para determinar los criterios de selección para la red ControlNet, se pueden plantear dos

preguntas a responder:

1. ¿Para qué tipo de aplicaciones es recomendable ControlNet?

2. ¿Cómo responde ControlNet a los 3 criterios generales de selección de una red?

11.5.1 ¿Para qué tipo de aplicaciones es recomendable ControlNet?

El bus de campo ControlNet ha sido diseñado como una red del nivel de control dentro de

una arquitectura de integración industrial. Por ello, la red ControlNet es recomendable en las

siguientes aplicaciones:

• Transferencia de alta velocidad de datos de tiempo crítico entre controladores y

dispositivos de entrada/salida.

• Entrega de datos determinística y repetible.

• Requerimientos de medio redundante.

• Requerimientos de seguridad intrínseca.

• Como backbone (columna) para múltiples redes DeviceNet distribuidas.



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11.5.2 ¿Cómo responde ControlNet a los 3 criterios generales de selección de una red?

a) Capacidad de la red ControlNet

• Nivel de automatización: Control; conecta PLC, PC (con tarjeta de comunicación),

módulos I/O para sensores/actuadores estándar. Recomendado especialmente para la

adquisición y control de datos I/O de tiempo crítico, además de la comunicación peer-to-

peer (entre controladores).

• Volumen de dato: 510 bytes por trama

• Tipo de dato: Mensajería de entrada/salida y Mensajería Explícita

• Método de acceso al medio: CTDMA, ofrece un acceso determinístico y repetitivo. Nohay conflicto por acceso al medio.

• Topología: Línea troncal, árbol, estrella, anillo y topologías mixtas.

• Número de nodos: 48 por segmentos de 248m; total de nodos máximos: 99.

• Distancia: desde 248 con 48 taps, y hasta 20km con uso de repetidores.

• Métodos de comunicación: Scheduled y Unscheduled.

• Tasa de transmisión: 5Mbps.

• Respuesta de tiempo real: 2ms – 100ms (depende del retardo de propagación)

• Herramientas de software disponibles: para plataforma de control y configuración de la

red.

b) Eficiencia de la red ControlNet

• Reducción del tiempo y del diseño de la ingeniería del proyecto: Alta.

• Reducción y simplificación del cableado de la red: Alta.

• Reducción de la puesta en marcha del proyecto: Alta.

• Eficiencia en la comunicación de la red: Alta, por la elección de los mecanismos de

comunicación apropiados.

• Costo de los dispositivos: Elevado.



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c) Proyección de la red ControlNet

• Interoperabilidad: estándar abierto, certificación ODVA y ControlNet Internacional.

• Integración niveles CIM: arquitectura NetLinx de ODVA y Rockwell-Automation con

las redes DeviceNet y EtherNet/IP.

• Ampliación de la red: hasta 99 nodos; pueden distribuirse redes ControlNet que pueden

comunicarse a través de la red EtherNet/IP como backbone.

• Actualización y Grado de Obsolescencia: ControlNet es estandarizado en el año 2000.ControlNet se sigue desarrollando a través de los SIGS. Dispositivos que cumplen con el

test de ODVA y ControlNet Internacional garantizan interoperabilidad de dispositivos de

diferentes fabricantes y con futuros desarrollos o mejoras de la red. A través del protocolo

CIP en las capas superiores, ControlNet podrá tener comunicación con futuras redes que

lo implementen también.

• Servicios de Venta y Post-Venta: En los Estados Unidos se han vendido cerca de

900.000 nodos ControlNet (para el año 2005, según la propia Rockwell-Automation), con

lo cual, en ese país se ofrece un servicio de venta y post-venta que entrega entre otros

servicios capacitación de personal, mantenimiento y consultorías de proyectos.

En el caso de Chile, aunque se entregan estos servicios, existe sólo un distribuidor

autorizado de equipamiento Rockwell-Automation y pocas empresas para el desarrollo de

proyectos con redes ControlNet. Esto resulta una importante desventaja en los siguientes

dos aspectos:

o Elevado costo de la solución.

o Pobre servicio de post-venta (en relación al dado en Estados Unidos).



237

CAPÍTULO XII

CONSIDERACIONES DE DISEÑO PARA REDES DEVICENET

12.1 Introducción

En un proyecto de diseño de red DeviceNet se deben tomar en cuenta diversos factores

que confluyen en el funcionamiento esperado de la red y que da solución a una determinada

aplicación. En el presente capítulo se plantean una serie de etapas en las cuales dividir el diseño

de un proyecto con el bus de campo DeviceNet. A través de éstas se propone una discusión en

cuanto a los factores a tomar en cuenta para el correcto diseño, configuración y puesta en marchade una red DeviceNet como solución para aplicaciones industriales.

12.2 Etapas de un proyecto de red DeviceNet

Una vez que se ha seleccionado la red DeviceNet para dar solución a una determinada

aplicación industrial, se presentan los problemas propios al diseño de la red. Por ello, el conocer

las capacidades que ofrece la tecnología DeviceNet permite visualizar primero un acercamiento a

la solución posible (Ingeniería Conceptual y Básica) para luego especificar los detalles y corregir

las interpretaciones preliminares erróneas para la solución final (Ingeniería de Detalles).

Dado que el diseño de una red DeviceNet involucra muchos factores, resulta conveniente

dividirlo en una serie de etapas interrelacionadas, con sus propios aspectos a considerar. De esta

forma, puede dividirse el diseño de una red DeviceNet en las siguientes 9 etapas, las cuales se

representan en la figura 12.1.

237



238

Figura 12.1. Etapas proyecto de diseño de red DeviceNet.

De acuerdo con la figura 12.1, un proyecto de diseño de una red DeviceNet puede

dividirse en 9 etapas. Éstas se interrelacionan debido a que algunas decisiones pasan por la etapa

anterior, lo cual condiciona hasta cierto punto la solución proyectada.

En lo que sigue del capítulo, se desglosa cada etapa con los factores a considerar dentro de

ella.



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12.3 Selección de la arquitectura de control

Para dar solución a los requerimientos de una determinada aplicación, se debe determinar

la arquitectura de control que se ha de utilizar. DeviceNet soporta las siguientes arquitecturas decontrol:

• Control Centralizado

• Control Distribuido

En el control centralizado, las funciones de control lógico son concentradas en un único

controlador de la red, ya sea un PLC o un PC (con tarjeta de comunicación).

Por otra parte, en el control distribuido, las funciones de control lógico son distribuidas

en múltiples controladores conectados a la red, ya sean PLC o PC (con tarjetas de comunicación).

En el control distribuido, los nodos deben ser asignados a su controlador específico.

En la figura 12.2 se representan las arquitecturas de control posibles para DeviceNet.

Figura 12.2. Arquitecturas de Control para DeviceNet: (a) Control Centralizado; (b) Control

Distribuido.



240

12.4 Selección de la estrategia de comunicación

Esto se refiere a seleccionar cuidadosamente qué mecanismo de comunicación de los

soportados por DeviceNet se utilizará. Los mecanismos de comunicación que soporta DeviceNetson: Bit-Strobe, Poll, Cambio de Estado, y Cíclico. Estos mecanismos son llamados de

mensajería implícita.

Por otra parte, puede recurrierse al mecanismo de mensajería explícita para aplicaciones

particulares (ver sección 14.5).

12.4.1 Métodos de comunicación Bit-Strobe y Poll

• Las entradas y salidas son actualizadas a la misma tasa.

• Sencilla de configurar.

• Generalmente utiliza en forma menos eficiente el ancho de banda de la red que otras

opciones.

• Baja cabecera por actualización, pero las actualizaciones son generalmente realizadas más

frecuentemente para detectar cambios en las entradas.

12.4.2 Método de comunicación Cíclica

• Las entradas y salidas son actualizadas independientemente a una tasa configurada por el

usuario.

• Puede utilizar eficientemente el ancho de banda de la red por medio de reducir la tasa de

actualización de las entradas y salidas de cada estación a su mínima ideal.

• Requiere más trabajo de configuración pero puede proveer un mejor rendimiento del

sistema cuando la tasa de actualización mínima requerida individual de los dispositivos de

entrada/salida es identificada.



241

12.4.3 Método de comunicación Cambio de Estado (COS)

• Las entradas y salidas son actualizadas en forma independiente a una tasa mínima

predefinida, y también cuando los datos de entrada/salida cambian.

• Baja cabecera y sensible a los cambio de las entradas/salidas.

• Requiere conocer el sistema que está siendo controlado para determinar el impacto que

los mensajes de cambio de estado tendrán en el ancho de banda de la red.

12.5 Selección de los dispositivos

La clase de dispositivos a utilizar dependerá de la aplicación en la cual se van a utilizar.

Por ejemplo, los sensores de proximidad inductivos, los drives o el Scanner. Sin embargo, al

seleccionar la marca y el modelo de dispositivo, se deben considerar que éstos puedan cumplir

con los requerimientos que les impone la red.

De aquí que se pueden plantear 3 factores comunes a todos los dispositivos,

independientemente de la clase, que deberían cumplir para asegurar un funcionamiento óptimo de

la red. Estos son:

1) Que los dispositivos soporten la tasa de transmisión proyectada de la red.

2) Que los dispositivos soporten los mecanismos de comunicación.

3) Que los dispositivos hayan aprobado el test de conformidad de ODVA.

Respecto al primer factor, la red DeviceNet soporta 3 velocidades de transmisión, 125,

250 y 500 kbps. Por tanto, al elegir determinado dispositivo, éste debe tener la capacidad de

soportar la velocidad para la red. Por ejemplo, si la red es proyectada con una velocidad de

500kbps, el dispositivo debe poseer esta capacidad.



242

Respecto al segundo factor, se debe asegurar que el dispositivo soporta el mecanismo de

comunicación que se le pretende aplicar. Los dispositivos no necesariamente cuentan con todos

los mecanismos de comunicación que soporta DeviceNet. Por ello, si por ejemplo, para una

determinada aplicación un dispositivo se desea configurar con mecanismo de comunicaciónCambio de Estado, se debe verificar que éste la soporta.

Respecto al tercer factor, un dispositivo que no haya aprobado el test de conformidad

DeviceNet de la ODVA, no entrega garantía de un correcto funcionamiento en la red en las

condiciones deseadas (si bien el dispositivo pudiera funcionar correctamente en determinadas

condiciones, no hay garantía de ello para todas las condiciones posibles). En cambio, un

dispositivo testeado y aprobado por ODVA brinda la garantía de funcionar en cualquiercondición propia de la red DeviceNet para la cual ha sido diseñado. Un dispositivo aprobado por

ODVA da garantía de las siguientes capacidades:

• Interoperabilidad: la capacidad de funcionar en una red con dispositivos de diferentes

fabricantes

• Intercambiabilidad: la capacidad de un dispositivo de ser reemplazado por otro que

cumple con el mismo perfil definido por ODVA y de fabricante diferente.

El no poner atender correctamente estos 3 criterios puede provocar problemas de

compatibilidad de los dispositivos en la red.

12.5.1 Selección del controlador

Uno de los factores determinantes en relación al Controlador (o Controladores de la red),aparte del costo, está el rendimiento. Para este caso, el rendimiento es entendido como la

combinación de la tasa de actualización de las entrada/salida, y su capacidad de control lógico.

Por ello, se debe evaluar que el controlador de la red entregue el rendimiento suficiente. Puede



243

plantearse que la pregunta a responder es: “¿cuánto tiempo se toma el controlador para

reaccionar a una entrada y actualizar una salida?”.

12.5.2 Selección dispositivos servidores y módulos de entrada/salida

La recomendación para la elección de estos dispositivos (sensores, botoneras, drives y

módulos I/O entre otros) es que éstos cumplan con un perfil estándar de ODVA (si es posible y/o

aplicable) para que éstos puedan ser sustituidos por otro dispositivo que también cumpla dicho

perfil, pero de cualquier fabricante, sin alterar el diseño de la red y reduciendo los tiempos de

bajada.

12.5.3 Software de Configuración

En cuanto a la elección del software de configuración de la red DeviceNet, el usuario está

limitado al paquete de software recomendado o provisto por el fabricante de los dispositivos de la

red.

En el caso de las plataformas de control de Rockwell-Automation, el paquete de softwares

para la red DeviceNet incluye RSLogix5000, RSNetWorx para DeviceNet y RSLinx, estudiados

en la sección 7.6, los cuales cuentan con la certificación ODVA. Estos softwares soportan la

configuración de equipos de diferentes marcas además de los propios de Rockwell-Automation.



244

12.6 Diseño del Sistema de Cableado

El siguiente paso a seguir en el diseño de un proyecto con la red DeviceNet es el diseño

del sistema de cableado. Este tiene como objetivos los siguientes:

• El control total de la longitud de la línea troncal.

• El control total del la longitud acumulada de las líneas de derivación.

El cumplimiento de estos objetivos es imprescindible, pues tiene una influencia directa en:

• La máxima tasa de transmisión de la red.• Distribución de la energía sobre la red.

12.6.1 Identificar los componentes del medio físico de la red

Se debe tener la visión global de una red DeviceNet. Por ello en la figura 12.3 se ilustran

los componentes del sistema de cableado una red DeviceNet.

Figura 12.3 Topología Línea Troncal/Derivaciones de la red DeviceNet.



245

12.6.2 Topología

• Determinando las necesidades de la aplicación, se debe comenzar por la topología básica

de línea troncal (trunkline), luego se agregan las derivaciones (dropline) necesarias.

• El número máximo de nodos que puede admitir una red DeviceNet es de 64.

12.6.3 Determinar el medio físico

a) Cables

a.1) Línea Troncal

• Se debe escoger entre los tres medios físicos disponibles para la construcción de la línea

troncal:

o Round Thick: aprovecha la longitud máxima de la red de 500m.

o Round Thin: para redes pequeñas, más económico que Round Thick.

o Plano Kwiklink: simplifica el diseño del sistema de cableado y montaje.

• Los cables Thick y Thin pueden combinarse en la construcción de la línea troncal.

• Respetar las longitudes máximas de línea troncal para cada tipo de cable.

• Deben tenerse en cuenta las capacidades de corriente de cada tipo de cable, así como sus

caídas de voltaje.

a.2) Derivaciones

• Las derivaciones pueden construirse utilizando medios Round-Thick y Round-Thin.

• Respetar la longitud máxima de la derivación de 6 m, para cualquier medio.



246

b) Taps

• Los tipos de Taps a utilizar dependen del tipo de cable.

• El número de Taps depende del número de nodos a conectar y de la topología configurada.

• Dentro de la gama existente de taps, escoger los tipos requeridos para la aplicación.

c) Resistencia de término

• La red DeviceNet necesita que sea terminada en los extremos con una resistencia de valor

121 OHM.• Se necesitan 2 Resistencias de Término, una para cada extremo de la red.

• El tipo de resistencia depende del cable con el cual se ha construido la línea troncal.

12.6.4 Determinar la longitud de la red y la tasa de transmisión

Debe tenerse en cuenta la longitud máxima permitida de la línea troncal, la cual puede

tener un máximo de 500m en un medio Round-Thick, así como la de las derivaciones que

pueden tener una longitud máxima de 6 m en cualquier medio.

De la misma forma, se debe tener presente la interdependencia que existe entre la longitud

de la red y la tasa de transmisión. En la tabla 12.1 se muestran las longitudes de red admitidas y

su respectiva tasa de transmisión.

Tabla 12.1. Tasa de transmisión versus distancia línea troncal/longitud acumulada de

derivaciones.



247

a) Cálculo de la longitud de la línea troncal

Se distinguen 3 criterios de medir la longitud de la línea troncal:

• Longitud de red medida entre las resistencias de término.

• Longitud de red medida entre los dispositivos extremos.

• Longitud de red medida entre la resistencia de término y el dispositivo extremo.

a.1) Longitud de red medida entre las resistencias de término

Si la distancia entre el último tap de la red y la resistencia de de término (TR) es mayor

que la distancia de la derivación que nace desde ese tap, entonces la medida debe hacerse desde

la resistencia de término. En la figura 12.4 se muestra una ilustración de este criterio.

Figura 12.4. Cálculo de la longitud de la línea troncal desde las resistencias de término.

En este ejemplo, se observa que la distancia entre el último tap y la resistencia de término

es de 3 m, mientras que la distancia de la derivación que nace desde este tap es de un 1 m. Por

tanto, debido a que la distancia entre el tap y la resistencia de término es mayor, la longitud de la

red debe ser medida desde TR.



248

a.2) Longitud de red medida entre los dispositivos extremos

Si la distancia entre el último tap de la red y la resistencia de de término (TR) es menor

que la distancia de la derivación que nace desde ese tap, entonces la medida debe hacerse desdeel dispositivo. En la figura 12.5 se muestra una ilustración de este criterio.

Figura 12.5. Cálculo de la longitud de la línea troncal desde los dispositivos extremos.

En este ejemplo observa que la distancia entre el último tap y la resistencia de término es

de 3 m, mientras que la longitud de la derivación que nace desde este último tap es de 5 m. Por lo

tanto, la longitud de la red debe ser medida desde el dispositivo.



249

a.3) Longitud de red medida entre la resistencia de término y el dispositivo extremo

Esta situación corresponde a una combinación de las dos anteriores. En la figura 12.6 se

ilustra este criterio.

Figura 12.6. Longitud de red medida entre la resistencia de término y el dispositivo extremo.

En este ejemplo, en un extremo de la red, la distancia entre el último tap y la resistencia

de término es de 3 m, y la distancia de la derivación que nace desde ese tap es de 2 m, por lo

tanto la medida se realiza desde TR.

En el otro extremo, la distancia entre el último tap y la resistencia de término es de 3 m,

mientras que la distancia de la derivación que nace desde ese tap es de 5 m. Por lo tanto, la

medida se realiza desde el dispositivo.

b) Cálculo de la longitud acumulada de las derivaciones

La longitud acumulada de las derivaciones se refiere a la suma total de las longitudes de

todas las líneas de derivación del sistema de cableado de la red. La suma no puede exceder la

máxima longitud acumulada permitida por la tasa de transmisión utilizada.



250

La tabla 12.2 muestra las longitudes cumuladas máximas permitidas para cada tasa de

transmisión.

Tabla 12.2. Longitudes acumuladas de derivaciones normalizadas.

A través del siguiente ejemplo, ilustrado en la figura 12.7, se explica la forma en que se

debe calcular la longitud acumulada de derivaciones.

Figura 12.7. Ejemplo de cálculo de la longitud acumulada de las derivaciones de una red.

En la figura 12.7 se muestra una red construida con medios Round (Thick o Thin). Como

se observa, la red tiene 4 taps tipo T, desde donde nacen las 4 derivaciones que posee. Además,

tiene 2 taps tipo Deviceport, uno de 4 puertos y otro de 8 puertos. Los tap Deviceport conectan 13

dispositivos a la línea troncal.



251

La suma total de las derivaciones es de 42 m. Además, ningún nodo está conectado a una

distancia mayor a 6 m desde la línea troncal.

Con esto se pueden utilizar velocidades de 250 kbit/s o 125 kbit/s (dependiendo de lalongitud que tenga finalmente la línea troncal y el medio Round utilizado, Thick o Thin, tal como

se muestra en la tabla 12.2).

La tasa de transmisión de 500 kbit/s no puede ser utilizada en este ejemplo debido a que

su longitud acumulada de las líneas de derivación de 42 m, supera a los 39 m, que es el límite

permitido para trabajar a esta tasa de transmisión.



252

12.7 Diseño del sistema de energización

La red DeviceNet entrega la energía a los dispositivos a través del mismo cable medio.

Esto implica que se deben seguir las pautas de diseño que se entregan en la especificaciónDeviceNet.

12.7.1 Objetivos del diseño del sistema de energización

• Suministrar a cada nodo un rango de voltaje entre los conductores V- y V+ desde 11V

como mínimo hasta 25V como máximo.• Limitar la caída de voltaje de modo común sobre los conductores V- y V+.

o La diferencia de voltaje entre cualquiera de dos puntos sobre el conductor V- no

debe exceder al máximo voltaje de modo común de 4,65V.

• Suministrar la corriente apropiada para la red.

12.7.2 Consideraciones de diseño

En la figura 12.8 se muestra un esquema elemental de la conexión de una fuente de

energía a una red DeviceNet de medio Round (Thick o Thin).

Figura 12.8. Esquema elemental de la conexión de una fuente de energía para la red DeviceNet.



253

La fuente de poder debe ser conectada en un extremo de la red o bien, en un lugar cercano

al centro físico del sistema de cableado. En la figura 12.9 se ilustran estas dos situaciones para la

conexión de la fuente de poder.

Figura 12.9. Conexión de una fuente de poder a la red DeviceNet: (a) en un extremo de la red; (b)

en el centro físico de la red. (c) Esquema de conexión de los conductores V+ y V- con la fuente

de poder.

El sistema de energización DeviceNet admite el uso de fuentes redundantes. Cuando se

utilizan fuentes redundantes, el conductor V+ debe estar cortado entre las fuentes.

En la figura 12.10 se ilustra la situación en que se conectan dos fuentes de poder con V+

cortado entre las fuentes.



254

Figura 12.10. Conexión de fuentes de poder redundantes. (a) Conexión de una fuente de poder

en un extremo de la red y una segunda en el centro físico de la red. (b) Diagrama esquemático

que muestra el corte de V+ que debe existir entre las dos fuentes.

Se admite una excepción de la pauta anterior, que es cuando se conectan dos fuentes en

paralelo, una en cada extremo de la línea troncal. Esta situación se representa en la figura 12.11.

Figura 12.11. Representación de una red Devicenet con dos fuentes de poder conectadas en los

extremos sin V+ cortado entre sí. (a) representación general; (b) esquema de cableado.



255

12.7.3 Consideraciones sobre la conducción de corriente del medio

Aunque los tipos de cable que conforman el medio de la red DeviceNet, tienen cada uno

su limitación de conducción de corriente, el sistema de cableado puede soportar una carga mayor.Esta característica debe tenerse presente para el diseño del sistema de energización.

Los cables tipo Round-Thick y Plano-Kwiklink de Clase 1, son los que tienen la mayor

capacidad de conducción, soportando ambos hasta 8A. Sin embargo, el sistema de cableado

construido con alguno de estos dos medios puede soportar una carga total mayor a los 8A. Por

ejemplo, se puede conectar una fuente de energía de 16A en algún lugar del centro físico de la

línea troncal del sistema de cableado, dividiéndola en dos secciones. De esta forma, la fuente deenergía suministra 8A para cada sección de la línea troncal. Sin embargo, en ningún caso, debería

suministrarse más de 8A a uno de los lados de la línea troncal.

Las líneas de derivación (droplines), las cuales son construidas con medios Round-Thick

o Round-Thin, permiten hasta 3A, dependiendo de su longitud. La corriente máxima disminuye a

medida que aumenta la longitud de la red.

Para determinar la corriente máxima de la línea de derivación, se utiliza la siguiente

ecuación:

ID=4,57/L (A) [12.1]

En donde ID es la corriente de la línea de derivación en amperes, y L es la longitud de la

derivación en metros.

También puede utilizarse los valores normalizados que se muestran en la tabla 12.3.



256

Tabla 12.3. Valores normalizados de longitud de línea de derivación versus corriente permitida.

La máxima corriente permitida se aplica a la suma de las corrientes de todos los nodos

sobre la línea de derivación.

12.7.4 Determinar los requerimientos de energía

El objetivo de la determinación de los requerimientos de energía de la red, es que el

sistema de energización sea capaz de entregarlos.

Por ello, se establecen las siguientes dos estrategias para cumplir con tal objetivo:

• Ubicación de la fuente de poder en la red.

• Uso de fuentes redundantes.

a) Ubicación de la fuente de poder

Una fuente de poder puede ser ubicada en un extremo o en el medio físico de del sistema

de cableado. La ubicación final, dependerá del resultado de la determinación de los

requerimientos de energía de la red.



257

b) Uso de fuentes redundantes

El uso de fuentes redundantes le otorga flexibilidad al sistema de energización.

12.7.5 Métodos para la determinación de los requerimientos de energía

Existen 3 métodos para determinar los requerimientos de energía de la red, los cuales son:

• Método simple

• Método Look-up• Método de cálculo total

a) Método Simple

El método simple es utilizado cuando la extensión de la red es pequeña. Este método sirve

como una aproximación para determinar la fuente, o fuentes de poder necesarias.

Este método consiste en:

• Sumar los requerimientos de corriente nominal de todos los dispositivos que consumen

potencia de la red. Con ello se obtiene la corriente nominal total del sistema ITN.

• Agregar un 10% adicional a ITN para permitir sobrecargas de corriente. Con ello se

obtiene la corriente total IT del sistema (IT = ITN + 0, 1×ITN)

• Asegurarse de que IT es menor que la mínima corriente nominal indicada en la placa de la

fuente de poder que se utilizará.



258

a.1) Ejemplos de aplicación del método simple

a.1.1) Ejemplo 1: Conexión de una fuente

En este ejemplo se supone que la red DeviceNet ha sido construida con medio Round-

Thick. La figura 12.12 muestra que el diagrama esquemático de la red.

Figura 12.12. Red DeviceNet que utiliza una fuente de poder conectada en un extremo de la

línea troncal.

Se observa que posee una fuente de poder conectada en un extremo de la red.

La corriente nominal total de este sistema es:

ITN = 1,50A + 1,00A + 1,20A = 3,70A

La corriente total del sistema es:

IT = ITN + 0, 1 × ITN = 3,7A + 0,1 × 3,70A = 4,07A

De esta forma, la mínima corriente nominal que debe entregar la fuente de poder a

escoger es de 4,07A.



259

a.1.2) Ejemplo 2: Conexión de dos fuentes de poder con V+ cortado

En este ejemplo, se supone una red DeviceNet construida en un medio Round-Thick. La

figura 12.13 muestra el diagrama esquemático de la red.

Figura 12.13. Red DeviceNet que utiliza dos fuentes de poder con el conductor V+ cortado entre

las dos fuentes para separar los segmentos de la red.

Se observa en la figura que la red tiene dos fuentes, una conectada en un extremo de la red

y la otra, conectada en el centro físico de la línea troncal. Además, el conductor V+ está cortado

entre las fuentes de poder, dividiendo la red en dos mitades.

Para la Fuente de Poder #1

La corriente nominal para el primer segmento de este sistema es:



260

ITN1 = 1,05A + 1,50A = 2,55A

La corriente total para este segmento del sistema es:

IT1 = ITN1 + 0, 1 × ITN1 = 2,55A + 0,1 × 2,55A = 2,805A

De esta forma, la mínima corriente nominal que debe entregar la fuente de poder #1 a


Para la Fuente de Poder #2

La corriente nominal para el primer segmento de este sistema es:

ITN2 = 1,00A + 1,00A + 1,00A = 3,00A

La corriente total para este segmento del sistema es:

IT2 = ITN2 + 0, 1 × ITN2 = 3,00A + 0,1 × 3,00A = 3,30A

De esta forma, la mínima corriente nominal que debe entregar la fuente de poder #2 a


b) Método Look-Up

El método Look-Up es un método de tabla. Esto quiere decir, que se utiliza una curva

normalizada para la corriente máxima permitida y la longitud de la línea troncal cada medio. A

partir de una comparación, permite determinar la fuente de poder necesaria para la aplicación.Éste es el método utilizado para la mayoría de los casos, especialmente cuando la red posee una

longitud extensa.



261

Los pasos a seguir en este método son:

• Determinar la longitud que existe entre el powertap (el tap al que se conecta la fuente de

poder) y el último tap de la red. Esta longitud es LPT.

• Sumar los requerimientos de corriente nominal de todos los dispositivos que consumen

potencia de la red. Con ello se obtiene la corriente nominal total del sistema ITN.

• Buscar en la curva, o en la tabla extraída de la curva, correspondiente al medio que se esté

utilizando, la longitud LPT. Dentro del rango en el que se encuentra LPT, utilizar la

longitud mayor y hallar la máxima corriente permitida por el sistema, IMAX.

• Comparar las corrientes, en donde debe ser ITN ≤ IMAX

• De no ser así se pueden tomar las siguientes medidas:

o Utilizar el método de cálculo completo.

o Mover la fuente a un lugar en el centro físico del sistema de cableado y reevaluar

la situación.

o Utilización de fuentes redundantes y dividir la red en secciones.

b.1) Ejemplo de aplicación del Método Look-up

En siguiente ejemplo, se supone una red DeviceNet construida con medio Round-Thick.

En la figura 12.14 se muestra un diagrama esquemático de la red.



262

Figura 12.14. Red DeviceNet con una fuente de poder en un extremo.

Se observa que la red posee una fuente de poder, la cual está conectada en un extremo. La

distancia que existe entre la fuente de poder y el último tap es LPT = 177m.

El consumo de corriente nominal total de los dispositivos conectados a la red es:

ITN = 0,10A + 0,15A 0,10A + 0,30A + 0,15A = 0,80A

La figura 12.15 muestra la curva Corriente Máxima – Longitud de línea Troncal para el

medio Round-Thick. En ella, debe ubicarse la longitud LPT = 177m.

Figura 12.15. Curva de Corriente Máxima/Longitud de Línea Troncal para medio Round-Thick.



263

De esta manera, la longitud a utilizar es 180m. De ahí, se tiene que la corriente máxima

permitida para la red es IMAX = 1,70A.

Al comparar las corrientes:ITN = 0,80A < IMAX = 1,70A

Por lo tanto, la corriente ITN es permitida para esta red.

La fuente de poder a escoger debe tener como mínimo en su indicación de placa 0,80A de

corriente nominal.

c) Método de cálculo completo

Este método es utilizado cuando en una evaluación inicial se ha determinado que una

sección de la red está sobrecargada, o cuando los requerimientos no pueden ser encontrados

utilizando el método Look-Up.

Una fuente de poder que no es conectada en un extremo de la red, crea dos secciones de

línea troncal. Por tanto, se debe evaluar cada sección en forma independiente.

La evaluación de las secciones se realiza a través de la siguiente ecuación:

VT = SUM {[(Ln x (Rc)) + (Nt x (0.005))] x In} ≤ 4.65V [12.2]

En donde cada parámetro significa:

VT: Es la caída de voltaje total del sistema de cableado.

Ln: Es la distancia (en m o en ft) ente el dispositivo y la fuente de poder, excluyendo la distancia

de la línea de derivación. El subíndice “n” hace alusión al número del dispositivo que está siendo

evaluado, comenzando por uno de los dispositivos que esté más cerca de la fuente de poder,



264

incrementándose en uno para el siguiente dispositivo. La ecuación suma la caída de voltaje de

cada dispositivo y la compara con 4,65V.

Rc: Es la resistencia del medio con el cual se ha construido el sistema de cableado de la red. Paracada medio, Rc tiene los siguientes valores:

• Round-Thick: 0,015 /m (0,0045 /ft)

• Round-Thin: 0,069 /m (0,021 /ft)

• Plano (Kwiklink): 0,019 /m (0,0058 /ft)

Nt: Es el número de taps entre el dispositivo que está siendo evaluado y la fuente de poder. Por

ejemplo:• Cuando el dispositivo a ser evaluado es el primero por ser el más cercano a la fuente de

poder, Nt=1.

• Cuando existe un dispositivo cualquiera entre el dispositivo a ser evaluado y la fuente de

poder, entonces Nt=2.

• Cuando existen 10 dispositivos cualquiera entre el dispositivo a ser evaluado y la fuente

de poder, entonces Nt=11.

Se tratan como un solo tap los dispositivos que están conectados a un tap tipo Devicebox

o a un tap tipo Deviceport. Deben sumarse las corrientes de todos los dispositivos conectados y

debe ser usada en la ecuación una sola vez.

(0,005): La resistencia nominal de contacto usada por toda conexión a la línea troncal.

In: la corriente utilizada por el dispositivo desde el sistema de cableado. Para corrientes dentro

del 90% del máximo, usar la corriente nominal del dispositivo. De lo contrario, utilice la tasa de

corriente máxima del dispositivo. Para los taps Devicebox o DevicePorts, sumar las corrientes de

todos los dispositivos conectados, y contar el tap como si fuera uno solo.



265

4,65: La máxima caída de voltaje permitida en la línea troncal DeviceNet. Esta es la caída de

voltaje total del sistema de cableado de 5V menos 0,35V reservados para las caídas de voltaje de

las derivaciones.

c.1) Pasos a seguir con el método de cálculo completo

• Calcular los voltajes de cada dispositivo de la red utilizando la ecuación anterior. Sustituir

los valores apropiados según el medio de la red.

• Sumar el voltaje hallado para cada dispositivo.

• Comparar el resultado con 4,65V. Si el resultado es menor a 4,65V, entonces el sistema

funcionará apropiadamente.

• Para hallar el porcentaje de carga se debe utilizar la siguiente ecuación:

%Carga = VT /4,65 × 100

• En el caso de que VT fuera mayor que 4,65V, entonces debe reevaluarse la ubicación de la

fuente de voltaje o bien, el uso de fuentes redundantes. Luego repetir el método.

c.2) Ejemplo de aplicación del Método de Cálculo Completo

En este ejemplo se supone una red DeviceNet construida con medio Round-Thick. En la

figura 12.16 se muestra el diagrama esquemático de esta red.



266

Figura 12.16. Red DeviceNet construida con medio Round-Thick con una fuente conectada en

un extremo a la cual se le aplica el método completo de cálculo para determinar su consumo.

De acuerdo con las pautas especificadas para este método, se tiene:

Se calcula la caída de voltaje provocada por cada dispositivo utilizando la ecuación [12.2]en un medio Round-Thick:

Dispositivo 1: [(15 x (0,015)) + (1 × (0,005))] x 1,00 = 0,23V

Dispositivo 2: [(30 x (0,015)) + (2 × (0,005))] x 0,50 = 0,23V

Dispositivo 3: [(122 x (0,015)) + (3 × (0,005))] x 0,50 = 0,92V

Dispositivo 4: [(244 x (0,015)) + (3 × (0,005))] x 0,50 = 0,92V

Ahora, realizando la suma de estas caídas de voltaje, de acuerdo con la ecuación [12.2]:



267

VT = 0,23V + 0,23V + 0,92V + 0,92V = 2,3V

Y realizando la comparación:

VT = 2,3 ≤ 4,65V

La conclusión de este cálculo es que la red funcionará apropiadamente.

Según el método Look-up, esta configuración no es válida, pero como se ve, al realizar el

método de cálculo completo, la red sí soporta la capacidad de corriente requerida, es decir:

IT = 1,00A + 0,50A + 0,50A + 0,25A = 2,25A

De esta forma, la fuente de poder necesaria para esta red, debe entregar como mínimo

2,25A.



268

12.8 Diseño de la puesta a tierra

Además de las recomendaciones de conexión a tierra para todo sistema de automatización

industrial, la especificación DeviceNet establece pautas para el diseño de la conexión a tierra lared. Éstas deben seguirse estrictamente para evitar problemas futuros de la red.

12.8.1 Consideraciones generales

• Deben seguirse las pautas para el diseño de la conexión a tierra dadas por la

especificación DeviceNet, según el medio utilizado, Round (Thick o Thin) o planoKwiklink.

• La red DeviceNet debe ser conectada a tierra en un solo lugar.

• Conectar a tierra el conductor V-, el blindaje (shield) de la red y el conductor drain.

• Construir la tierra eléctrica (ground) usando una trenza de cobre de 25mm o un alambre

#8AWG (10mm2) con una longitud máxima de 3m.

• En el caso de uso de fuentes redundantes

o Conectar sólo una fuente a de poder a tierra, siendo esta, la que esté más cerca del

centro físico del sistema de cableado. Esto maximizará el rendimiento y

minimizará los efectos de ruido externo.

o El chasis de cada fuente de poder debe ser conectado a la tierra común.

o El conductor V+ debe estar cortado entre las fuentes de poder que están

conectadas, una en un extremo y la otra (u otras) en el centro de la red. Esto no

aplica en el caso de utilizar dos fuentes de poder conectadas en paralelo en donde

estas están cada una en un extremo de la red (ver la sección de diseño del sistema

de energización).



269

12.8.2 Puesta a tierra de red con medios Round-Thick y Round-Thin

Se debe conectar a tierra el conductor V-, el alambre drain y el blindaje en un solo lugar.

Con esto se previenen los bucles de tierra, o ground-loop.

En la figura 12.17 se muestra un esquema para la conexión de tierra para una red que

utiliza una fuente de poder.

Figura 12.17. Esquema de conexión de tierra para una red DeviceNet con una fuente de poder en

un medio Round-Thick o Round-Thin.

En el caso de utilizar fuentes redundantes, es decir, dos o más fuentes de poder, sólo una

de éstas debe ser conectada a tierra, siguiendo la pauta de conexión anterior. Además, la fuente de

poder que se conectará a tierra debe ser la que esté más cercana al centro físico del sistema de

cableado de la red.



270

La figura 12.18 muestra el esquema de conexión a tierra para una red que utiliza fuentes

redundantes.

Figura 12.18. Esquema de conexión de tierra para una red DeviceNet con más de dos fuentes de

poder en un medio Round-Thick o Round-Thin.

Puede observarse en la figura 12.18 que el conductor V+ está cortado para separar a las

fuentes de poder, tal como se explicó en el diseño del sistema de energización.



271

12.8.3 Puesta a tierra de red con medio plano Kwiklink

Conectar el conductor V- a tierra. La figura 12.19 muestra el esquema de conexión a tierra

de este medio.

Figura 12.19. Esquema de conexión de tierra para una red DeviceNet con una fuente de poder en

un medio plano Kwiklink.

En el caso de utilizar fuentes redundantes, es decir, dos o más fuentes de poder, sólo una

de éstas debe ser conectada a tierra. En este caso, también la fuente de poder que se debe conectar

a tierra es la que esté más cerca del centro físico del sistema de cableado de la red.

La figura 12.20 muestra el esquema de conexión a tierra para una red que utiliza fuentes

redundantes en un medio plano Kwiklink.



272

Figura 12.20. Esquema de conexión de tierra para una red DeviceNet con más de dos fuentes de

poder en un medio plano Kwiklink.

12.8.4 Recomendaciones de puesta a tierra para sistema de automatización

Además de las pautas para la conexión a tierra de una red DeviceNet entregadas por su

especificación, se deben seguir las recomendaciones generales que se entregan en las

publicaciones:

• “Industrial Automation Wiring and Grounding Guidelines”, February 1998, Allen-

Bradley.

• IEEE Guide for the Installation of Electrical Equipment to Minimize Electrical Noise

Inputs to Controllers from External Sources (IEEE Std 518-1982).

Estas recomendaciones entregan las pautas a seguir para una puesta a tierra segura para

cualquier red de automatización industrial.



273

12.9 Montaje

Una vez realizado las etapas anteriores, se puede proceder al montaje físico de la red en la

industria. Las instrucciones para la realización del montaje están disponibles desde la ODVA yRockwell-Automation a través de las siguientes dos publicaciones:

Recomendaciones generales de montajes industriales:


Bradley.

Instrucciones para el montaje de redes DeviceNet:• “DeviceNet Cable System: Planning and Installation Manual”, May 1999, Rockwell-

Automation.

Ambas publicaciones están disponibles gratuitamente desde Internet.

12.10 Configuración de la red

Los principales aspectos que deben ser configurados en la red DeviceNet son:

• La dirección de red para cada nodo.

• Método de comunicación empleado.

• Parámetros de dispositivo.

• Funciones de diagnóstico y funciones especiales, si aplica (ADR, Autobaud)

• En el dispositivo Scanner de la red, su lista de dispositivos a escanear.

La configuración de la red se realiza a través de las herramientas de software. Se utiliza el

programa RSNetWorx para DeviceNet (o alguna herramienta similar).



274

Una característica especial del programa RSNetWorx es la capacidad de configurar la red

en modo Offline, es decir, de manera virtual sin tener montada aún la red. Esta capacidad puede

ser usada para disminuir los tiempos de configuración real y puesta en marcha de la red. Por otra

parte, con el programa RSLogix5000 para la plataforma de control, se realiza el programa decontrol para el PLC.

12.11 Pruebas y diagnóstico de fallas

Una vez realizado el montaje y la configuración de la red, se deben realizar las pruebas a

la red para verificar que el sistema funciona correctamente. Se deben diagnosticar las fallas que

se puedan presentar para darles solución.

12.11.1 Fallas típicas de la red DeviceNet

La mayoría de los problemas que se presentan en la red DeviceNet se deben a errores en

el diseño del sistema de cableado y en el diseño del sistema de energización. Los problemas

típicos que se presentan en un red DeviceNet son los siguientes:

• Resistencia de término “perdidas” (mal conectadas, sueltas o caídas).

• Excesivo Voltaje de Modo Común

o Excesiva corriente en el medio

o Excesiva longitud del cable

o Falla en los conectores

• Bajo voltaje de la fuente de potencia

o Excesiva corriente en el medio

o Excesiva longitud del cable

o Falla en los conectores

• Retardo de propagación de señal excesivo

La solución a estos problemas es la reevaluación del sistema de cableado y del sistema de

energización de la red.



275

CAPÍTULO XIII

CONSIDERACIONES DE DISEÑO PARA REDES CONTROLNET

13.1 Introducción

Para el proyecto de diseño de una red ControlNet se deben tomar en cuenta diversos

factores que confluyen en el funcionamiento esperado de la red y que da solución a una

determinada aplicación. En el presente capítulo se plantean una serie de etapas en las cuales

dividir un proyecto de diseño con el bus de campo ControlNet. A través de éstas se propone una

discusión en cuanto a los factores a tomar en cuenta para el correcto diseño, configuración ypuesta en marcha de una red ControlNet como solución para aplicaciones industriales del nivel de

control.

13.2 Etapas para un proyecto ControlNet

Al plantear el desarrollo de un proyecto de diseño de una red ControlNet, resulta

conveniente dividirlo en etapas consecutivas que se interrelacionen entre sí. En la figura 13.1 se

muestra un planteamiento en donde un proyecto de red ControlNet se divide en 7 etapas. Cada

una de estas etapas se interrelacionada con la siguiente, pues los aspectos de diseño del proyecto

de red ControlNet no pueden considerarse aisladamente.

275



276

Figura 13.1. Etapas para el desarrollo de un proyecto de diseño de una red ControlNet.

Cada etapa a su vez plantea una serie de consideraciones que confluirán en el correcto

diseño total de la red.

En las siguientes secciones de este capítulo se desarrolla cada una de las etapas propuestas

para un proyecto de diseño de red ControlNet.



277

13.3 Selección de la arquitectura de control

ControlNet soporta las siguientes dos arquitecturas de control:

• Control Centralizado

• Control Distribuido

De acuerdo con los requerimientos de la aplicación se debe determinar cual de éstas

arquitecturas se utilizará. La figura 13.2 representa esquemáticamente la composición de estas

arquitecturas en una red ControlNet.

Figura 13.2. Representación de las arquitecturas de control para ControlNet: (a) control

centralizado; (b) control distribuido.



278

13.4 Determinación estrategia de comunicación

Se debe dejar establecida la estrategia de comunicación que se requerirá. Como se estudió

en la sección 9.3.1, ControlNet, soporta dos tipos de servicios de comunicación:

• Scheduled (configurada o programada), y

• Unscheduled (no-configurada o no-programada)

El servicio scheduled se utiliza en todas aquellas aplicaciones que requieran el control de

datos críticos de entrada/salida (datos analógicos o digitales), mientras que el servicio

unscheduled se utiliza en aquellas aplicaciones que no son de tiempo crítico, tales como

configuración o de establecimiento de conexión.

13.5 Selección de los dispositivos

La clase de dispositivos que se utilizarán dependerá de la aplicación. Siendo ControlNet

una red del nivel de control, típicamente se compondrá de PLC (o PLCs, según la arquitectura de

control) y de módulos de entrada/salida, además del software de configuración.

Por otra parte, en cuanto a los criterios de selección de los dispositivos de una red

ControlNet, deben considerarse los siguientes dos factores comunes a todos ellos y que influirá

en el correcto funcionamiento de la red:

• Que el dispositivo soporte el servicio de comunicación que se empleará (scheduled,

unscheduled o ambos).

• Que los dispositivos hayan aprobado el test de conformidad ControlNet

Respecto del segundo factor, de la misma forma que con DeviceNet, la certificación

garantiza interoperabilidad e intercambiabilidad de los dispositivos en un sistema ControlNet.



279

13.5.1 Selección del controlador

El controlador puede ser un PLC o un controlador basado en PC. En la elección del tipo o

modelo de controlador, además de la característica del costo, un factor determinante es elrendimiento. Por tanto, debe considerarse el tiempo de respuesta que éste se toma para actualizar

una salida cuando ha monitoreado una entrada (ver sección 12.5.1).

13.5.2 Dispositivos servidores y módulos de entrada/salida

La recomendación para la elección de estos dispositivos es que éstos cumplan con unperfil estándar de ODVA y de CI (si es posible y/o aplicable) para que éstos puedan ser

sustituidos por otro dispositivo que también cumpla dicho perfil, pero de cualquier fabricante,

sin alterar el diseño de la red y reduciendo los tiempos de bajada.

13.5.3 Software de Configuración

En cuanto a la elección del software de configuración de la red ControlNet, el usuario está

limitado al paquete de software recomendado o provisto por el fabricante de los dispositivos de la

red.

En el caso de las plataformas de control de Rockwell-Automation, el paquete de softwares

para la red ControlNet incluye RSLogix5000, RSNetWorx para ControlNet y RSLinx, estudiados

en la sección 10.5., los cuales cuentan con la certificación ODVA y ControlNet Internacional (CI).

Estos softwares soportan la configuración de equipos de diferentes marcas además de los propiosde Rockwell-Automation.



280

13.6 Diseño del sistema de cableado

13.6.1 Topología

Se debe determinar la topología más adecuada para la aplicación. Como se estudió en la

sección 9.2.1, ControlNet soporta muchas posibles topologías, desde la línea troncal hasta una

topología en anillo. Esto otorga mucha flexibilidad al momento de diseñar el sistema de cableado

de la red.

13.6.2 Longitud de segmento y número de taps

Este aspecto, tratado en la sección 9.2.2, es el más crítico al realizar el diseño del sistema

de cableado, puesto que la longitud de segmento y el número de taps están inversamente

relacionados. La longitud de segmento está en función del número de taps según la ecuación:

Segmento máximo de red permitido = 1.000 m – 16,3 m × (Nº de Taps – 2 m)

La gráfica de esta ecuación es representada en la figura 13.3. La longitud máxima de un

segmento es de 1000m con dos taps. Por otra parte, la cantidad máxima de taps admitida por

segmento es de 48. Por lo tanto, la menor longitud de segmento con el mayor número de taps

permitidos es de 250m.

Figura 13.3. Representación gráfica de la ecuación (*).



281

Cuando la red proyectada supera la capacidad básica impuesta por la longitud de la red y

el número de taps, entonces, el problema se soluciona a través del uso de repetidores. En la figura

13.3 se muestra la gráfica de la ecuación (*) en donde se puede apreciar que si los requerimientos

de la red están “sobre la curva”, entonces es requerido el uso de repetidor.

13.6.3 Uso de repetidores

Para ilustrar el uso de repetidores para permitir extender las capacidades básicas de red

ControlNet, se plantea la siguiente situación:

• Una red ControlNet con topología de línea troncal con una longitud de 600m, tiene 48

taps. Esto excede la capacidad básica de la red. Por lo cual se debe utilizar un repetidor

ControlNet. Se tendrá que dividir la red en dos segmentos. Por lo tanto debe determinarse

el número de taps asociados a cada segmento para dimensionar su longitud.

• Se distribuyen los taps en 24 por cada segmento. De ahí se tiene:

Nº taps del segmento #1 = 24 => longitud de segmento máxima 641m

=> longitud de segmento necesaria 300m

Nº taps del segmento #2 = 24 => longitud de segmento máxima 641m

=> longitud de segmento necesaria 300m

De esta manera, se soporta la topología requerida con el uso de un repetidor que una a los

segmentos #1 y #2. En la figura 13.4 se representa la red ControlNet propuesta.



282

Figura 13.4. Uso de un repetidor ControlNet en medio de cable coaxial.

Pueden conectarse hasta 20 repetidores en serie, y puede enlazarse medios de cable

coaxial con el de fibra óptica a través del uso de éstos. En todos los casos, la red no puede superar

los 20km.

13.6.4 Uso del medio de fibra óptica

Además del cable coaxial, ControlNet soporta el medio de fibra óptica. Éste medio se

utiliza principalmente para las siguientes aplicaciones:

• Extender la longitud de la red.

• Proveer inmunidad a la interferencia electromagnética, EMC.• Permitir la instalación de ControlNet en zonas con riesgo de explosión, pues entrega

características de seguridad intrínseca.

El medio de fibra óptica permite extender la longitud de la red hasta 20km. Para ello se

utilizan repetidores ControlNet para el medio de fibra óptica.



283

En la figura 13.5 se ilustra el uso de la fibra óptica en una red ControlNet.

Figura 13.5. Red ControlNet que utiliza fibra óptica.

El medio de fibra óptica enlaza dos segmentos de la red ControlNet separados por 3km. A

su vez, el entorno que cruza el medio de fibra óptica está sometido a fuertes interferencias

electromagnéticas, las cuales no afectan la transmisión de los datos a través de este medio. Se

puede observar también el uso de los repetidores que permiten el cambio de medio y la extensión

de la red.

13.7 Montaje

Siendo ControlNet un sistema de automatización industrial, su montaje debe ser realizado

por el personal calificado siguiendo las recomendaciones propias para todo sistema industrial. Y,



284

además de las recomendaciones generales de montaje, se deben seguir las pautas propias dadas

para ControlNet.

Las siguientes publicaciones provistas por ControlNet Internacional y Rockwell-Automation entregan todas las pautas necesarias para realizar el montaje de la red ControlNet.

Recomendaciones generales de montajes industriales:


Bradley.

Especificaciones de montaje ControlNet para medio Coaxial:• “Planning and Installation Manual”, April 1998, Allen-Bradley Company, Inc.

Especificaciones de montaje ControlNet para medio Fibra Óptica:

• “ControlNet Fiber Media Planning and Installation Guide”, July 2004, Allen-Bradley.

Estas publicaciones están disponibles desde Internet en forma gratuita.

13.8 Configuración de la red

La configuración de una red Controlnet puede dividirse en dos partes:

• La configuración del controlador de la red (PLC), y

• La configuración de los parámetros de red ControlNet

13.8.1 Configuración del controlador de la red ControlNet

La configuración del controlador (o controladores) de la red ControlNet, ya sean PLC o

basado en PC, se puede dividir en dos partes:



285

1. Asignarle al Controlador los dispositivos que deberá controlar en la red, de forma que los

dispositivos de entrada/salida “conversen”.

2. Configurar en el controlador el intervalo entre paquetes solicitados, RPI, que es lavelocidad a la que el usuario solicita el movimiento de datos hacia o desde los módulos de

entrada/salida. El valor de configuración del RPI está relacionado con el valor del NUT,

el cual también es configurado por el usuario.

En la plataforma de Rockwell-Automation, estas configuraciones se realizan con el

programa RSLogix5000.

13.8.2 Configuración de los parámetros de red ControlNet

Se deben configurar los parámetros propios de la red ControlNet que son:

• Dirección de red de los nodos

• NUT

• SMAX

• UMAX

a) Dirección de red de los nodos

• En una red ControlNet, es posible direccionar hasta 99 nodos.

• La más baja dirección es la 00 y la más alta es la 98.

• A los controladores de la red debe asignárseles las direcciones más bajas de la red. Por

ejemplo, la dirección 00.

• Al asignar las direcciones de nodo, tener en cuenta la posibilidad de ampliación para no

tener que cambiar la dirección de los nodos ya conectados.



286

b) El NUT

El tiempo de actualización de la red, NUT (estudiado en la sección 9.3.1), es el ciclo de

tiempo repetitivo más pequeño configurable por el usuario al cual se pueden transmitir los datosen la red ControlNet. Este tiempo está entre 2 a 100 milisegundos.

c) El SMAX

Como se estudió en la sección 9.3.1, la red ControlNet entrega capacidades de mensajería

determinísticas y repetibles. Esta capacidad es utilizada normalmente para la transmisión de datos

de entrada/salida críticos. Para ello tiene reservada una porción de ancho de banda para entregareste servicio, llamado “servicio scheduled”. El SMAX es la dirección más alta de la red para que

un nodo que pueda transmitir utilizando la porción scheduled del NUT, y debe ser configurada

por el usuario.

d) El UMAX

La red ControlNet reserva una porción de ancho de banda para aplicaciones de mensajería

no programadas, el cual es llamado “servicio unscheduled” (ver la sección 9.3.1). Esta capacidad

es utilizada normalmente para la transmisión de datos de configuración. El UMAX es la dirección

de red más alta para un nodo que podrá transmitir en esta porción del NUT. El valor de puede ser

UMAX igual o mayor que SMAX (nunca menor). Las direcciones de red más altas que UMAX

no pueden transmitir en la red ControlNet. El usuario debe configurar esta dirección. En una

plataforma Rockwell-Automation, todos estos parámetros son configurados a través del programa

RSNetWorx para ControlNet.



287

13.9 Pruebas y diagnóstico de fallas

Una vez realizadas todas las etapas anteriores, se procede a realizar pruebas para detectar

fallas en la red, y de ser así, diagnosticar la causa y corregir la situación. Dentro de los aspectos aconsiderar que pueden causar problemas en la red se pueden mencionar.

13.9.1 Principales causas de fallas en la red

Dentro de las principales causas de fallas en una red ControlNet, se pueden mencionar:

• Fallas en el montaje

o Conexión errónea del Tap en la red

o Conexión errónea de los dispositivos

o Conexión errónea de las resistencias de término.

• Fallas en la configuración

o Asignación de direcciones erróneas

o Determinación errónea del RPI y el NUT

o Determinación errónea de SMAX

o Determinación errónea del UMAX

• Fallas en la topología de la red

o Distancias de segmento incompatibles con el número de taps

o Errores en la composición de la topología

• Otros errores

o Incompatibilidad de dispositivos

La solución a estos problemas, pasa normalmente por la reevaluación del diseño de la red

y verificar que ésta se encuentre dentro de los límites impuestos por los desarrolladores de la

tecnología.



288

CAPÍTULO XIV

COMENTARIOS SOBRE APLICACIÓN REAL DE LAS REDES DE CAMPO

DEVICENET Y CONTROLNET

14.1 Introducción

En una aplicación de automatización con buses de campo convergen las disciplinas de

automatización y comunicaciones. La primera, a cargo de la aplicación de control en sí, y la

segunda, a cargo de la configuración de la red. Sin embargo, desde el punto de vista de la

automatización, ésta requiere conocer las potencialidades que le ofrece la red. Esta informacióndebe ser provista desde el área de comunicaciones industriales.

En el presente capítulo se plantean las áreas involucradas en una aplicación de control con

bus de campo y, a través de un ejemplo de aplicación real de las redes DeviceNet y ControlNet,

se ilustra la información que el área de comunicaciones industriales debe proveer al área de

automatización para planear la aplicación de control. Para ello, se toman dispositivos específicos

que componen las redes, y se estudian sus posibilidades de comunicación en la red a la cual

pertenece.

14.2 Áreas involucradas en una aplicación industrial con buses de campo

Puede plantearse que, una aplicación de automatización industrial con buses de campo,

puede ser analizada desde dos puntos de vista:

Desde el punto de vista de la red (bus de campo): se considera el diseño y configuración

de la red de comunicación industrial:

288



289

• Asignación de dirección de nodo

• Selección mecanismo de comunicación: Strobe, Poll, Change of State (COS), Cyclic

y combinaciones.

• Tiempos de escaneo.

• Configuración de parámetros del dispositivo (la información sobre el valor de los

parámetros son entregados desde el área de automatización)

Desde el punto de vista de automatización: se considera el diseño de la solución de

control, determinando dispositivos y entregando los valores de los parámetros que se

requieren para la aplicación:

• Valor de referencia de parámetro (por ejemplo, velocidad de referencia)

• Valores de lectura de parámetro (por ejemplo, velocidad real)

• Estados de las entradas

• Estados de las salidas

• Alarmas

Por lo tanto, en la aplicación con buses de campo, se relacionan (al menos) dos áreas de

conocimiento, que deben intercambiar información. Estas áreas son:

• Ingeniería de Comunicaciones Industriales

• Ingeniería de Automatización

Desde el ámbito de la Ingeniería de Comunicaciones Industriales, ésta debe ver los

temas propios de la red como su diseño y su configuración (por ejemplo, diseño de cableado y

asignación de dirección de nodo). Además, debe proveer información al área de Ingeniería de

Automatización Industrial acerca de las potencialidades de la red, como son, los mecanismos de

comunicación, contenidos de los mensajes, y parámetros comandables desde la red, de manera

que el área de Automatización pueda definir la solución.



290

Por otra parte, desde el ámbito de la Ingeniería de Automatización, ésta debe ver los

temas propios de la aplicación de control (por ejemplo, control de un motor DC a través de un

Drive). Además, debe proveer la información sobre los valores asignados para los parámetros del

dispositivo, de modo que desde el área de Comunicaciones Industriales puedan ser configurados.

En la figura 14.1 se representa la relación e intercambio de información que existe en una

aplicación entre las áreas de Comunicaciones Industriales y Automatización.

Figura 14.1. Áreas de conocimiento en una aplicación industrial con comunicación industrial.

De la figura se observa el intercambio de información representado en las flechas negras.

Además, se observa que existe un traslape en las áreas, en donde, las decisiones de configuración

de cada área no pueden realizarse aisladamente.



291

14.2.1 Preguntas que debe responder el área de Comunicación Industrial

Desde el ámbito de automatización, la forma en que planea la aplicación no cambia en

cuanto a su operación. Esto quiere decir, que, si por ejemplo, se plantea el control de un motorDC a través de un Drive, esto lo planea siguiendo los procedimientos tradicionales. Esto es, se

configuran valores de referencia, se leen los valores reales y se procede a la acción de control. A

esta forma de automatización tradicional, se le suman ahora las capacidades de control a través de

la red bus de campo. Por lo tanto, desde el ámbito de automatización, lo que le interesa saber de

la red es qué puede hacer a través de ella.

Debido a lo anterior, se pueden plantear dos preguntas, que deben ser respondidas por elárea de comunicaciones industriales:

1) ¿Qué datos de entrada, es decir, qué parámetros entrega el dispositivo al controlador a través

de la red?

2) ¿Qué datos de salida, es decir, qué acciones de comando (control y configuración) puede

realizar el controlador en el dispositivo a través de la red?

Para responder a éstas preguntas, se deben realizar las siguientes acciones:

• Conocer las potencialidades de la red.

• Consultar el Manual de Usuario del Equipo.

• Consultar el Manual de Comunicaciones del Equipo.

De lo anterior, se observa que los fabricantes de los equipos, deben proveer esta

información, tanto en un manual de usuario tradicional, así como en un manual comunicaciones,

o, al menos, en una sección específica dedicada a la comunicación en red del equipo.



292

La correcta interpretación de la información resultará crítica en cuanto a las decisiones

que se tomarán en el ámbito de la automatización.

A continuación se estudia un caso de aplicación práctica y se contestan las preguntasplanteadas anteriormente para algunos de los dispositivos utilizados en esta aplicación.

14.3 Problema de aplicación

Se plantea la instalación de una planta de proceso para la elaboración de tableros

aglomerados. Para ella, se ha decidido la implementación de tecnología de punta, basada en redesbuses de campo, para la integración de todos los niveles de automatización CIM

14.3.1 Solución basada en la arquitectura NetLinx

Se elige como solución, la arquitectura de comunicación NetLinx, de Rockwell-

Automation, basada en las redes DeviceNet, ControlNet y EtherNet/IP. La implementación se

realiza siguiendo el concepto de CIM.

En la figura 14.2 en la página siguiente se muestra la solución propuesta en donde se

aprecian las aplicaciones de la redes.



293

Figura 14.2. Solución de arquitectura integrada en planta de proceso.



294

14.3.2 Descripción de las funciones de las redes en la aplicación

a) Red EtherNet/IP

Las funciones que cumple la red EtherNet/IP en el esquema de aplicación presentado en la

figura 14.2 son las siguientes:

• Conecta los PC de Ingeniería y Mantención. En estos PCs, corren los programas

RSNetWorx, para la configuración de las redes, el programa RSLogix5000, para la

plataforma de control, y el programa RSLinx como el servidor de comunicaciones.

• Sirve de interfaz física para la descarga (download) de las configuraciones de red, tanto dela DeviceNet como de la ControlNet, y de los programas de las plataformas de control

ControlLogix.

• Sirve como backbone (columna) para las redes DeviceNet y Controlnet distribuidas.

• Conecta a los HMI PanelView.

• Conecta los PCs de la consola de operaciones.

• Conecta a los servidores.

b) Red ControlNet

Las funciones que cumple la red ControlNet en el esquema de aplicación presentado en la


• Recolección de datos de campo desde sensores estándar a través de módulos I/O con

adaptador de comunicación Flex I/O.

• Red de controladores ControlLogix.



295

c) Red DeviceNet

Las funciones que cumple la red DeviceNet en el esquema de aplicación presentado en la


• Red de Drives

o Variador de Frecuencia.

o Drive DC

o Partidor Suave

o CCM

14.3.3 Dispositivos conectados a las redes

a) En la red EtherNet/IP

• Módulo de Comunicación EtherNet/IP plataforma ControlLogix 1756-ENET

• Switch EtherNet

• PCs de escritorio para: Ingeniería, Mantención y Consola de Operaciones

• Intefaces HMI PanelView.

• Servidores

• Softwares:

o RSNetWorx, para la configuración de las redes.

o RSLogix5000, para realizar los programas de control.

o RSLinx, como servidor de comunicaciones.

En la figura 14.3 se muestra una representación realizada con el programa Architecture

Builder de parte de la red EtherNet/IP.



296

Figura 14.3. Representación de la red EtherNet/IP con el programa Architecture Builder.

En la figura se puede apreciar el chasis ControlLogix en donde se aloja el módulo de

comunicación EtherNet/IP 1756-ENET. También puede apreciarse los PC de Ingeniería y

Mantención, entre otros dispositivos.



297

b) En la red ControlNet

• Módulo de Comunicación ControlNet plataforma ControlLogix 1756-CNB y 1756-CNBR

(redundante), de Rockwell-Automation

• Procesador (PLC) ControlLogix 1756-L55, de Rockwell-Automation

• Adaptador de comunicación ControlNet Flex I/O, de Rockwell-Automation

• Módulo de entradas/salidas I/O digitales y analógicas, de Rockwell-Automation

• Servidores


Builder de una parte de la red ControlNet.

Figura 14.4. Representación de la red ControlNet con el programa Architecture Builder.



298

Puede observarse en la figura el chasis ControlLogix en donde se encuentra instalado el

módulo de comunicación ControlNet 1756-CNB. Su muestra también en la figura el adaptador

Flex I/O, en cuyo chasis van instalados los módulos de entrada/salida, tanto discretos como

analógicos.

c) En la red DeviceNet

• Módulo de Comunicación 1756-DNB, Rockwell-Automation

• DeviceNet Starter Auxiliary (DSA), Allen-Bradley

• Overload Relay E3 Solid State, Allen-Bradley• Variador de Frecuencia Power Flex 40, Allen-Bradley

• Partidor Suave SMC-Flex, Allen-Bradley

• Drive DC 590+, Eurotherm

• Variador de Frecuencia 385, Vacon


Builder de una parte de la red DeviceNet.



299

Figura 14.5. Representación de la red DeviceNet con el programa Architecture Builder.

A continuación se analizan las posibilidades de comunicación que ofrecen los dispositivos

conectados a la red DeviceNet y luego los de los dispositivos conectados a la red ControlNet.

Esto se analiza desde el punto de vista de comunicaciones como la información que debe proveer

al área de automatización.



300

14.4 Posibilidades de comunicación de los dispositivos de control conectados a la red

DeviceNet

14.4.1 DeviceNet Starter Auxiliary (DSA) Allen-Bradley

a) Consideraciones preliminares

El dispositivo DSA posee comunicación DeviceNet integrada, por lo que no necesita de

alguna tarjeta adaptadora de comunicación. Además, por ser un equipo de fabricante nativo de la

red DeviceNet, como lo es Allen-Bradley, incorpora varias funcionalidades de monitoreo y

configuración a través del software de configuración de red RSNetWorx. Por otra parte, elarchivo de configuración EDS del DSA, ya está contenido en la librería de dispositivos del

software RSNetWorx. En la figura 14.6 se muestra la ventana de configuración de la red

DeviceNet con el programa RSNetWorx, en donde puede apreciarse cómo es representado el

dispositivo DSA.

Figura 14.6. Representación de la red DeviceNet con el dispositivo DSA.

A continuación se entregan las posibilidades de comunicación del DSA disponibles para

la aplicación.



301

b) Monitoreo y Configuración de Parámetros

A través del software de configuración de red RSNetWorx es posible acceder a

monitorear todos los parámetros del dispositivo. Además, es posible modificar parámetros que noson de solo lectura. La lista de parámetros es mostrada a través de una ventana de diálogo del

programa RSNetWorx. En la figura 14.7 se muestra cómo son visualizados los parámetros del

dispositivo con este programa.

Figura 14.7. Visualización de parámetros del DSA en el RSNetWorx.

c) Mecanismos de comunicación soportados

Los mecanismos de comunicación soportados por el DSA son los siguientes:

• Strobe

• Poll

• Change of State (COS)

• Cyclic

• Combinación Poll/COS

• Combinación Poll/Cyclic



302

Se debe determinar el mecanismo preciso de comunicación. A través de éstos mecanismos

de comunicación, se transfieren los datos de entrada/salida para el control. Los datos son de

“entrada” o de “salida” desde el punto de vista del controlador. Esto significa que una entrada es

un dato producido por el DSA y consumido por el controlador, y; una salida es un dato producido por el controlador y consumido por el DSA.

d) Datos de entrada producidos por el DSA

El DSA DeviceNet produce 11 mensajes con información de determinados parámetros,

los cuales son consumidos por el controlador. Los mensajes son de diferente tamaño y contienenmayor o menor información. Los 11 mensajes producidos por el DSA, junto a su tamaño en bytes,

son los siguientes:

• Instance 3 (1 byte)


• Instance 180 (2 bytes)









Cada uno de estos mensajes aporta información acerca de determinados parámetros del

DSA, los cuales al ser consumidos por el controlador, éste podrá tomar las decisiones de control

programadas. Se debe escoger qué mensaje se va a utilizar; esto significa que sólo uno de los



303

once mensajes se puede configurar. Por ello es necesario conocer qué parámetros específicamente

aporta cada mensaje. El mensaje a utilizar es configurado a través del programa RSNetWorx.

En la figura 14.8 se muestra la composición y contenido de 5 mensajes producidos por eldispositivo DSA, a saber los mensajes Instance 3, 105, 180, 181 y 182.

Figura 14.8. Mensajes producidos por el DSA.



304

Por ejemplo, puede observarse en la figura que el mensaje Instance 3 aporta información

acerca del estado de las entradas Input 0 a Input 3 del DSA, y que además tiene 4 bits que no se

utilizan (están reservados). En el caso del mensaje Instance 105, éste aporta información del

estado de las entradas Input 0 a Input 3, así como de fallo en las salidas Output A y B del DSA.También entrega el estado de falla de entrada Input. Tiene un bit sin utilizar (reservado).

e) Datos de salida consumidos por el DSA Allen-Bradley

El DSA puede consumir 2 mensajes, procedentes desde el controlador. Los mensajes son

de diferente tamaño y contienen mayor o menor información. Los 2 mensajes consumidos por elDSA, junto a su tamaño en bytes, son los siguientes:



Cada uno de estos mensajes contiene información de comando, provenientes desde el

controlador asociado, a través de la cual se realizan acciones de control o de configuración en el

DSA. Se puede utilizar un solo mensaje, por lo cual debe determinarse qué mensaje se

configurará. La configuración del mensaje a utilizar se realiza a través del programa RSNetWorx

para DeviceNet. Por otra parte, el contenido del mensaje, dado que tiene que ver con las tareas de

control asociadas al controlador, es programado a través del software de la plataforma de control

RSLogix5000, como parte del programa de control almacenado (downloaded) en el controlador.

En la figura 14.9 se muestra la composición y contenido de los dos mensajes consumidospor el dispositivo DSA.



305

Figura 14.9. Mensajes de consumo para el DSA.

Puede observarse en la figura que el mensaje Instance 32 controla las salidas Output A y

Output B del DSA. Los restantes 6 bits no son utilizados (reservados). Por otra parte, el mensaje

Instance 183, compuesto de 2 bytes, también controla las salidas Output A y Output B del DSA;

sin embrago, se agregan otras funciones de control como lo son las entradas de red, Network

Input, utilizadas en un programa de control del controlador.

Para un detalle más específico de los parámetros de control, debe consultarse el manual

del DSA.



306

14.4.2 Overload Relay E3 Solid State Allen-Bradley


El dispositivo relé E3 posee comunicación DeviceNet integrada, por lo que no necesita de

alguna tarjeta adaptadora de comunicación. Además, por ser un equipo de fabricante nativo de la

red DeviceNet, como lo es Allen-Bradley, incorpora varias funcionalidades de monitoreo y

configuración a través del software de configuración de red RSNetWorx. Por otra parte, el

archivo de configuración EDS del DSA, ya está contenido en la librería de dispositivos del

software RSNetWorx.

A continuación se entregan las posibilidades de comunicación del relé E3 disponibles para

la aplicación.



monitorear todos los parámetros del dispositivo. Además, es posible modificar parámetros que no

son de solo lectura. La lista de parámetros es mostrada a través de una ventana de diálogo del

programa RSNetWorx.

En la figura 14.10 se muestra cómo son visualizados los parámetros del dispositivo con

este programa.



307

Figura 14.10. Visualización de parámetros del E3 en el RSNetWorx.


Los mecanismos de comunicación soportados por el E3 son los siguientes:

• Strobe

• Poll


• Cyclic





308




un dato producido por el E3 y consumido por el controlador, y; una salida es un dato producido por el controlador y consumido por el E3.

d) Datos de entrada producidos por el Relé E3

El relé E3 DeviceNet produce 5 mensajes con información de determinados parámetros,

los cuales son consumidos por el controlador. Los mensajes son de diferente tamaño y contienenmayor o menor información. Los 5 mensajes producidos por el relé E3, junto a su tamaño en

bytes, son los siguientes:






Cada uno de estos mensajes aporta información acerca de determinados parámetros del

DSA, los cuales al ser consumidos por el controlador, éste podrá tomar las decisiones de control

programadas. Se debe escoger qué mensaje se va a utilizar; esto significa que sólo uno de los

once mensajes se puede configurar. Por ello es necesario conocer qué parámetros específicamente

aporta cada mensaje. El mensaje a utilizar es configurado a través del programa RSNetWorx.

En la figura 14.11 se muestra la composición y contenido de los 5 mensajes producidos

por el dispositivo relé E3.



309

Figura 14.11. Mensajes producidos por el E3.

En la figura puede observarse que las instancias aportan mayor o menor información, porejemplo el mensaje Instance 50 solo aporta información de falla, mientras que el Instance 51

avisa de falla y advertencia (warning). El mensaje más completo es el Instance 100. Esta última

instancia es la programada por defecto en el relé 3. Por ello se tratará con mayor profundidad a

continuación.



310

d.1) La Instance 100 del Relé E3

Este mensaje producido por el E3 es el más completo. Se compone de 4 palabras cada una

de 2 bytes. Por lo tanto, el Instance 100 es de 8 bytes. Las palabras que componen el Instance 100son:

• DeviceNet Status (2 bytes),

• L1 Current (2 bytes),

• L2 Current (2 bytes), y

• L3 Current (2 bytes)

La palabra DeviceNet Status, de 2 bytes (16 bits) aporta información acerca del estado de

diferentes parámetros del relé E3. En la figura 14.12 se muestra la composición y contenido de la

palabra DeviceNet Status.

Figura 14.12. Composición y contenido del DeviceNet Status del relé E3.

Puede observarse en la figura que el DeviceNet Status, entrega información del estado de

las salida Output A y B, las entradas Input 1 a 4, entre otros. Los bits 10 a 15 no son utilizados(reservados).

Por otra parte, las palabras L1 Current , L2 Current y L3 Current , entregan el valor de la

corriente de línea correspondiente en amperes con una resolución de 16 bits cada una.



311

d.2) Datos de salida consumidos por el relé E3

El relé E3 puede consumir 5 mensajes, procedentes desde el controlador. Los mensajes

son todos de 2 bytes y contienen mayor o menor información. Los 5 mensajes consumidos por elrelé E3, junto a su tamaño en bytes, son los siguientes:






Cada uno de estos mensajes contiene información de comando, provenientes desde el

controlador asociado, a través de la cual se realizan acciones de control en el relé E3. Se puede

utilizar un solo mensaje, por lo cual debe determinarse qué mensaje se configurará. La

configuración del mensaje a utilizar se realiza a través del programa RSNetWorx para DeviceNet.

Por otra parte, el contenido del mensaje, dado que tiene que ver con las tareas de control

asociadas al controlador, es programado a través del software de la plataforma de control

RSLogix5000, como parte del programa de control almacenado (downloaded) en el controlador.

En la figura 14.13 se muestra la composición y contenido de los 5 mensajes consumidos

por el dispositivo relé E3.



312

Figura 14.13. Composición y contenido de los mensajes consumidos por el relé E3.

En la figura se puede observar, por ejemplo, que la Instance 2 sólo ordena el reseteo de

falla en el relé E3. Por otra parte, la Instance 105 ordena el reseteo de falla, así como también

controla el estado de las salidas Out A y Out B.



313

14.4.3 Variador de Frecuencia Power Flex 40 Allen-Bradley


El variador de frecuencia (VDF) PowerFlex 40 no posee comunicación DeviceNet

integrada, por lo cual se le conecta una tarjeta de comunicación 22-COMM-D, en el slot

disponible al interior del equipo, la cual permitirá al VDF conectarse a la red. La tarjeta una vez

instalada pasa a formar parte íntegra del VDF, por lo que conforman una sola unidad. Por lo tanto,

se hace referencia sólo al VDF.

Por otra parte, al ser este equipo del fabricante nativo de la red DeviceNet Allen-Bradley,posee funcionalidades de monitoreo y configuración desde el software de configuración de la red

RSNetWorx. También, el archivo de configuración EDS del VDF está contenido en la librería del

RSNetWorx.

A continuación se entregan las posibilidades de comunicación del VDF PowerFlex 40 a

través de la red DeviceNet para la aplicación de control.





programa RSNetWorx.


este programa.



314

Figura 14.14. Visualización de parámetros del VDF PowerFlex 40 en el RSNetWorx.


Los mecanismos de comunicación soportados por el VDF PowerFlex 40 son los

siguientes:

• Strobe

• Poll


• Cyclic





315




un dato producido por el VDF PowerFlex 40 y consumido por el controlador, y; una salida es undato producido por el controlador y consumido por el VDF PowerFlex 40.

d) Datos de entrada

El VDF produce solo 1 mensaje que aporta información acerca del estado de algunos de

sus parámetros. Este mensaje se compone de 2 palabras de 2 bytes cada una. Por lo tanto, elmensaje producido por el VDF es de 4 bytes. Las palabras que componen el mensaje del VDF

son:

• Logic Status (2 bytes), y

• Feedback (2 bytes)

d.1) Logic Status del VDF PowerFlex 40

La palabra de 2 bytes (16 bits) Logic Status es producida por el VDF y entrega

información sobre el estado del VDF. Éstos podrán ser consumidos por el controlador de la red

asociado. En la figura 14.15 se muestra la composición del Logic Status y los parámetros que

aporta.



316

Figura 14.15. Composición del Logic Status producido por el VDF.

Se puede observar en la figura que el Logic Status aporta información acerca de 16

parámetros, uno por cada bit que lo compone. Entre los parámetros que pueden observarse están:

Aceleración, Desaceleración y el Estado de las entradas digitales 1 a 4. También entrega

información de diagnóstico como Falla y Alarma.



317

d.2) Feedback del VDF PowerFlex 40

La palabra de estado Feedback , de 16 bits es producida por el VDF, y contiene la

frecuencia de salida real del VDF.

e) Datos de salida del VDF PowerFlex 40

El VDF consume 1 mensaje procedente desde el controlador. Este mensaje contiene

información de control y configuración de determinados parámetros del VDF. Este mensaje se

compone de 2 palabras de 2 bytes cada una. Por lo tanto, el mensaje consumido por el VDF es de4 bytes. Las palabras que componen el mensaje de consumo del VDF son:

• Logic Command (2 bytes), y

• Referente (2 bytes)

e.1) Logic Command

El Logic Command, de 16 bits, es una palabra de control producida por el controlador y

consumida por el VDF. A través del Logic Command se pueden dar órdenes al VDF según los

requerimientos de la aplicación.

En la figura 14.16 se muestra la composición del Logic Command.



318

Figura 14.16. Composición del Logic Command.

Puede observarse en la figura que el controlador puede comandar las siguientes acciones

en el VDF, a través de la red: Partir, Parar, Acelerar, y Desacelerar, entre otras órdenes.



319

e.2) Palabra Reference del VDF PowerFlex 40

La palabra de control Reference, de 16 bits es producida por el controlador, y entrega al

VDF la velocidad de referencia que debe tener.

Las órdenes dadas al VDF, contenidas en las palabras Logic Command y Reference, son

programadas en el controlador a través del programa de control, el cual es realizado en el

lenguaje apropiado, tal como lo es el Ladder o el Bloque de Funciones. Para ello se utiliza el

programa para la plataforma de control ControlLogix, RSLogix5000.



320

14.4.4 Partidor Suave SMC-Flex Allen-Bradley


El Partidor Suave SMC-Flex no posee comunicación DeviceNet integrada, por lo cual se

le conecta la tarjeta de comunicación 20-COMM-D, en el slot disponible al interior del equipo,

la cual permitirá al Partidor Suave conectarse a la red. La tarjeta una vez instalada pasa a formar

parte íntegra del equipo, por lo que conforman una sola unidad, por lo tanto se hace referencia

sólo al Partidor Suave.

Por otra parte, al ser este equipo del fabricante nativo de la red DeviceNet Allen-Bradley,posee funcionalidades de monitoreo y configuración desde el software de configuración de la red

RSNetWorx. También, el archivo de configuración EDS del Partidor está contenido en la librería

del RSNetWorx.

A continuación se entregan las posibilidades de comunicación del Partidor Suave SMC-

Flex a través de la red DeviceNet para la aplicación de control.





programa RSNetWorx.


este programa.



321

Figura 14.17. Visualización de parámetros del Partidor Suave SMC-Flex en el RSNetWorx.


Los mecanismos de comunicación soportados por el Partidor Suave SMC-Flex son los

siguientes:

• Strobe

• Poll


• Cyclic





322




un dato producido por el Partidor Suave y consumido por el controlador, y; una salida es un dato producido por el controlador y consumido por el Partidor Suave.

d) Datos de entrada producidos por el Partidor Suave

El Partidor Suave produce 1 mensaje que aporta información acerca del estado de algunos

de sus parámetros. Este mensaje se compone de 2 palabras de 2 bytes cada una. Por lo tanto, elmensaje producido por el Partidor Suave es de 4 bytes. Las palabras que componen el mensaje

producido por el Partidor Suave son:

• Logic Status (2 bytes), y

• Feedback (2 bytes)

Esto es similar al VDF presentado anteriormente. Sin embargo, el contenido de las

palabras es diferente, pues es orientado al Partidor Suave.

d.1) Logic Status del Partidor Suave SMC-Flex

La palabra de 2 bytes (16 bits) Logic Status es producida por el Partidor Suave y entrega

información acerca de su estado. Éstos podrán ser consumidos por el controlador de la redasociado.

En la figura 14.18 se muestra la composición del Logic Status y los parámetros que aporta.



323

Figura 14.18. Composición del Logic Status del Partidor Suave.

Puede observarse en la figura que entre los parámetros del Partidor Suave se entregan

Running (en marcha), Phasing (fases) y comienzo de aceleración. También se incluyen

parámetros de falla y diagnóstico como alarma y lectura.

d.2) Feedback del Partidor Suave SMC-Flex

La palabra de status Feedback , de 16 bits es producida por el Partidor Suave, contiene la

corriente de la fase A (corresponde al Parameter 1 del Partidor Suave).



324

e) Datos de salida consumidos por Partidor Suave

El Partidor Suave consume 1 mensaje procedente desde el controlador. Este mensaje

contiene información para el control y configuración de determinados parámetros del PartidorSuave. Este mensaje se compone de 2 palabras de 2 bytes cada una. Por lo tanto, el mensaje

consumido por el Partidor Suave es de 4 bytes. Las palabras que componen el mensaje de

consumo del Partidor Suave son:

• Logic Command (2 bytes), y

• Referente (2 bytes)

Este caso también es de la misma forma que con el VDF. Sin embargo, el contenido de las

palabras representa significados diferentes.

e.1) Logic Command del Partidor Suave SMC-Flex

El Logic Command, de 16 bits, es una palabra de control producida por el controlador y

consumida por el Partidor Suave. A través del Logic Command se pueden dar órdenes al Partidor

Suave según los requerimientos de la aplicación. En la figura 14.19 se muestra la composición

del Logic Command.



325

Figura 14.19. Composición del Logic Command del Partidor Suave.

Puede observarse en la figura que a través de este mensaje, el controlador puede comandar,

entre otras acciones, las siguientes: partir, parar, acelerar, y desacelerar.

e.2) Palabra Reference del Partidor Suave SMC-Flex

La palabra de control Reference, de 16 bits es producida por el controlador. Esta palabra

no es utilizada por el partidor suave. Sin embargo, queda reservada.



326

14.4.5 Drive DC 590+ Eurotherm


Dado que el Drive DC 590+, no es nativo de la red DeviceNet, es decir, no es del

fabricante Rockwell-Automation ni Allen-Bradley, sino que es fabricado por la empresa

Eurotherm, se deben considerar los siguientes aspectos:

a.1) Instalación de archivo de configuración EDS

El archivo de configuración EDSdel Drive no está incluido en la librería del programa

RSNetWorx. Por lo tanto, debe instalarse el archivo EDS provisto por el propio fabricante

Eurotherm a través de un CD que vienen con el equipo o bien descargándolo desde Internet. Para

su instalación, deben seguirse los pasos del asistente de instalación de EDS del propio programa

RSNetWorx. Además, el propio manual del Drive explica el procedimiento de instalación. En la

figura 14.20 se muestra la ventana de diálogo del asistente de instalación de EDS.

Figura 14.20. Ventana de diálogo asistente instalación EDS del RSNetWorx.



327

Una vez instalado el EDS, se activan las funciones de configuración de red del Drive con

el software RSNetWorx.

a.2) Limitaciones de Monitoreo y Configuración de parámetros

No es posible monitorear ni configurar en línea los parámetros orientados al control del

Drive 590+ de Eurotherm, utilizando el programa RSNetWorx, tal como los demás dispositivos

nativos Allen-Bradley. Por ello, para el monitoreo y configuración de los parámetros del Drive se

tienen las siguientes alternativas:

• La interfaz HMI del Drive.

• PC corriendo el software propio del Drive ConfigEd Lite u otro similar. El PC se conecta

vía puerto RS-232 con el Drive.

a.3) Control del dispositivo a través de la red DeviceNet

El Drive 590+ de Eurotherm puede ser comandado por un controlador a través de la red

DeviceNet. El controlador, según el programa de control que tiene almacenado el cual ha sido

realizado en lenguaje Ladder o Bloque de funciones con el programa RSLogix5000, puede

modificar parámetros determinados (por ejemplo, velocidad de referencia) del drive y realizar

determinadas acciones de control (por ejemplo, partir y parar). Esto lo realiza a través del

intercambio de mensajes DeviceNet predefinidos y utilizando un determinado mecanismo de

comunicación.

A continuación se entregan las posibilidades de comunicación del drive 590+, siguiendo

el mismo análisis que con los dispositivos Allen-Bradley.



328

b) Mecanismos de comunicación soportados

Los mecanismos de comunicación soportados por el Drive 590+ Eurotherm son los

siguientes:

• Strobe

• Poll


• Cyclic






un dato producido por el Drive DC y consumido por el controlador; y, una salida es un dato

producido por el controlador y consumido por el Drive DC.

c) Datos de entrada producidos por el Drive 590+

El Drive 590+ del fabricante Eurotherm produce 3 mensajes con información de

determinados parámetros, los cuales son consumidos por el controlador. Los mensajes son

diferente tamaño y contienen mayor o menor información. Los tres mensajes producidos por el

Drive 590+ de Eurotherm son los siguientes:

• Instance 0x46 (10 bytes)





329

Se debe configurar a través del RSNetWorx qué mensaje se desea recibir desde el Drive.

Esto quiere decir que se puede utilizar sólo una de éstas tres instancias. Las instancias aportan

información específica de parámetros, o tags, del Drive, entre las que pueden se mencionar:

estado de falla, en marcha, velocidad real en RPM, y velocidad feedback en porcentaje. Estosparámetros son consumidos por el controlador para tomar alguna decisión de comando según su

programa almacenado. En las figuras 14.21 y 14.22 se muestran la composición y contenido de

cada mensaje instancia producido por el Drive.

Figura 14.21. Mensajes producidos por el Drive 590+ de Eurotherm.

Figura 14.22. Mensaje Instance 0x72 producido por el Drive 590+ de Eurotherm.



330

Se puede observar en la figura 14.21, por ejemplo, que el Instance 0x46 (que es el

mensaje configurado por defecto) aporta información del estado de falla, en marcha y la

velocidad real del Drive 590+.

d) Datos de salida consumidos por el Drive 590+

El Drive 590+ de Eurotherm consumir 5 mensajes, procedentes desde el controlador, para

comandar determinados parámetros. Los mensajes son de diferente tamaño y contienen mayor o

menor información. Los 5 mensajes consumidos por el Drive 590+ son los siguientes:





• Instance 0x6A (12 bytes)


Esto quiere decir que se puede recibir una de éstas instancias solamente.

Estas instancias contienen información sobre órdenes de comando desde el controlador.

Éstas modifican y/o controlan los parámetros, o tags, del Drive. Entre las órdenes que se entregan

a través de éstas instancias se encuentran las siguientes:

• Marcha,

• Reset de falla,

• Velocidad de Referencia en RPM, y

• Velocidad de Referencia en porcentaje.



331

En la figura 14.23 se muestra la composición y contenido de 4 de las 5 instancias de

consumo del Drive 590+ Eurotherm.

Figura 14.23. Instancias de consumo del Drive 590+.

Puede observarse en la figura, por ejemplo, que el Instance 0x14 (que es la instancia

configurada por defecto) permite comandar la marcha (run), el reset de falla (fault reset) y la

velocidad de referencia en RPM para el drive. Las otras instancias pueden comandar otros

parámetros del drive. Se debe tener claro el significado de cada tag, por lo que debe estudiarse el

manual de usuario del drive.



332

14.4.6 Variador de Frecuencia 385 Vacon


El VDF 385 del fabricante Vacon, se enfrenta a la misma situación que el Drive DC 590+

de Eurotherm: no es nativo de la red DeviceNet, es decir, que no es del fabricante Rockwell-

Automation o Allen-Bradley. Por lo tanto, se deben tomar en cuenta los mismos criterios

planteados para el Drive DC 590+, en cuanto a:

• Instalación de archivo de configuración EDS

• Limitaciones de Monitoreo y Configuración de parámetros• Control del dispositivo a través de la red DeviceNet

A continuación se entregan las posibilidades de comunicación, siguiendo el mismo

análisis que con los dispositivos Allen-Bradley.

b) Datos de entrada producidos por el VDF 385

El Drive Vacon produce 3 mensajes con información de determinados parámetros, los

cuales son consumidos por el controlador. Los mensajes son diferente tamaño y contienen mayor

o menor información. Los tres mensajes producidos por el Drive Vacon son los siguientes:

• Input 71 (4 bytes)





333


Esto quiere decir que se puede utilizar sólo una de éstas tres instancias. Las instancias aportan

información específica de parámetros, o tags, del Drive, entre las que pueden se mencionar:

estado del drive, en marcha, velocidad real, y torque real. Estos parámetros son consumidos porel controlador para tomar alguna decisión de comando según su programa almacenado.

En la figura 14.24 se muestra la composición y contenido de cada mensaje instancia

producido por el Drive.

Figura 14.24. Composición de los mensajes producidos por el Drive Vacon.

Por ejemplo, puede observarse en la figura que el mensaje Input 71, es el mensaje

configurado por defecto. Éste aporta información acerca de estado de marcha (running),

advertencia (warning) y falla (faulted). Además aporta la información acerca del la velocidad real

del drive, con una resolución de 16 bits (2 bytes).



334

c) Datos de salida consumidos por el VDF 385

El Drive Vacon puede consumir 4 mensajes, procedentes desde el controlador, para

comandar determinados parámetros. Los mensajes son de diferente tamaño y contienen mayor omenor información. Los 4 mensajes consumidos por el Drive Vacon son los siguientes:

• Output 20 (4 bytes),

• Output 21 (4 bytes),

• Output 23 (6 bytes), y

• Output 25 (6 bytes)


Esto quiere decir que se puede utilizar sólo una de las 4 instancias. Estas instancias contienen

información sobre órdenes de comando desde el controlador. Éstas modifican y/o controlan los

parámetros, o tags, del Drive. Entre las órdenes que se entregan a través de éstas instancias se

encuentran las siguientes:

• Marcha Forward ,

• Marcha Reverse,

• Reset de falla,

• Velocidad de Referencia en RPM, y

• Toque de Referencia.

En la figura 14.25 se muestra la composición y contenido de cada instancia de salida.



335

Figura 14.25. Composición de los mensajes de comando para el Drive Vacon.

Se puede observar en la figura, por ejemplo, que el mensaje Output 21, es el mesaje

configura por defecto en el drive. A través de éste se comandan las siguientes acciones y

configuración en el drive: Reset de falla, marcha en reversa, marcha en avance y la velocidad de

referencia.



336

14.5 Observaciones sobre la mensajería explícita

Cuando en una aplicación, desde el área de automatización, se ha determinado la

utilización de un parámetro que no está contenido en los mensajes descritos anteriormente,entonces puede recurrirse a la mensajería explícita.

Los mensajes producidos y consumidos de un dispositivo DeviceNet, como los descritos

anteriormente, son llamado mensajes implícitos, pues dependiendo del nombre del mensaje (por

ejemplo, Instance 100 del E3), contienen parámetros determinados del dispositivo. Es decir, van

implícitos.

Por otra parte, en un mensaje explícito, se identifica claramente qué parámetro particular

se desea leer o escribir desde el controlador. Es decir, se explicita.

Para configurar una transferencia de mensajería explícita, se utiliza el programa

RSLogix5000 de la plataforma de control. Se debe programar en el respectivo programa de

control, el cual es descargado (download) en el controlador, la invocación de determinado

parámetro. Para ello, se debe indicar el siguiente direccionamiento de parámetro:

El mismo procedimiento se realiza para la configuración de un parámetro particular. Los

lenguajes de programación utilizados normalmente para realizar el programa de control son el

Ladder y el Bloque de Funciones.

Deben conocerse primero las posibilidades que entregan los mensajes implícitos. Luego,

si no satisfacen todas las necesidades desde el punto de vista de automatización, se determina elparámetro o parámetros para mensajería explícita. Por ello, debe estudiarse el manual de usuario

del equipo, así como su manual de comunicaciones.

Por lo tanto, la mensajería explícita, es una opción particular de comando desde la red, y

que debe ser configurada en el programa de control del controlador.



337

14.1 Ejemplo de direccionamiento explícito

Para ilustrar la manera de acceder a un parámetro particular de un dispositivo a través del

uso de mensajería explícita se presenta el siguiente ejemplo.

a) Desde el controlador, se desea conocer el estado de la marcha del motor controlador por

el drive 590+ de Eurotherm, si acaso ésta es Forward (es decir, hacia adelante), y

b) Desde el controlador, se desea comandar la detención del motor a través del drive 590+ de

Eurotherm.

Esquemas de direccionamientos:

Para ambos casos: Se consulta tanto el manual de usuario así como el manual de

comunicaciones del drive 590+ de Eurotherm. A partir de este hecho, se determina

que los esquemas de direccionamiento a seguir para realizar las acciones a) y b) son

los siguientes:

Para el caso a):

[Class: 0x29] [Instance: 0x01] [Atribute: 7]

Para el caso b):

[Class: 0x29] [Instance: 0x01] [Atribute: 5]

Siguiendo estos esquemas de direccionamiento se consigue realizar las acciones

mencionadas. Los códigos utilizados, son entregados siempre por el fabricante del equipo. Estas

acciones son programadas en el programa de control del dispositivo controlador.



338

14.6 Posibilidades de comunicación de los dispositivos de control conectados a la red

ControlNet

14.6.1 Recolección de los datos del campo

La red ControlNet se utiliza para la recolección de datos del campo, así como para el

comando de actuadores estándar repartidos por la planta (por ejemplo, válvulas). Para ello, el

equipamiento lo componen los siguientes elementos:

• Adaptador de comunicación ControlNet Flex

• Módulos de entrada/salida discreta Flex• Módulos de entrada/salida analógicos Flex

• Módulos de entrada/salida especiales Flex (RTD, Termocuplas y Encoders entre otros)

a) Adaptador de comunicación ControlNet

El adaptador de comunicación ControlNet 1794-ACN de la línea FlexLogix de Allen-

Bradley, cumple dos funciones:

• Encapsular en un mensaje ControlNet la información proveniente desde los módulos de

entrada y colocarla en la red ControlNet, para que sea consumida por el controlador.

• Desencapsular la información contenida en un mensaje ControlNet, proveniente desde el

controlador y activar las salidas correspondientes de los módulos de salida.

Es posible conectar hasta 8 módulos de entrada/salida, ya sean discretos o analógicos, a

un adaptador de comunicación ControlNet 1794-ACN.



339

b) Módulos de entrada/salida discreta Flex

Los módulos de entrada/salida discreta Flex no poseen comunicación ControlNet

integrada, por lo que son conectados en el chasis junto al adaptador de comunicacionesControlNet para módulos Flex 1794-ACN. Hay comunicación entre el módulo y el adaptador a

través del backplane del chasis (es decir, de la tarjeta de conexión interna del chasis). Las señales

discretas, de entrada o salida, son de valores estándar, que típicamente son:

• 12Vdc

• 24Vdc

• 120Vac• 220Vac

Por ejemplo, el módulo de entrada/salidas discretas 1794-IB10X0B6 posee 10 entradas de

24Vdc y 6 salidas de 24 Vdc. En la figura 14.26 se muestra el detalle de las características de este

módulo.

Figura 14.26. Especificaciones de las entradas y salidas del módulo 1794-IB10X0B6 Flex.

Las señales discretas de entrada son encapsuladas en un mensaje ControlNet y, el que a su

vez, es colocado en la red por el adaptador 1794-ACN, para que sea consumido por el

controlador asociado. El proceso inverso ocurre con las salidas discretas.



340

Por tanto, a través de la red ControlNet, pueden realizarse acciones de control por la

lectura de las entradas de los módulos I/O y la activación de sus salidas; y debe escogerse el

módulo apropiado para la aplicación.

c) Módulos de entrada/salida analógica

Los módulos de entrada/salida analógica Flex no poseen comunicación ControlNet

integrada, por lo que son conectados en el chasis junto a un adaptador ControlNet para módulos

Flex. Hay comunicación entre el módulo y el adaptador a través del backplane del chasis (es decir,

de la tarjeta de conexión del chasis).

Los módulos de entrada/salida analógica reciben la información proveniente desde

sensores estándar (llamados normalmente transmisores de señal) tales sensores de presión, de

humedad, y nivel, entre otros. Por lo tanto, estos módulos reciben señales analógicas estándar,

como por ejemplo:

• señal de corriente de 0 a 20 mA

• señal de voltaje de 0 a 10 V.

Ésta señal es digitalizada y entregada al adaptador de comunicación para su

encapsulamiento en el mensaje ControlNet y posterior envío sobre la red. El proceso inverso

ocurre en el caso de una salida analógica.

La resolución típica de los módulos de entrada/salida es de 12 bits. En la figura 14.27 semuestran las especificaciones para el módulo I/O analógico 1794-IE4XOE.



341

Figura 14.27. Especificaciones de las entradas y salidas del módulo 1794-IE4XOE Flex.

Se observar en la figura que este módulo I/O posee 4 salidas y 2 entradas analógicas. En

ambos casos, la resolución de la señal es de 12 bits. También se observa que sus señales de salida

usan el estándar 4 a 20 mA y 0 a 10 V.



342

14.6.2 Comunicación entre controladores y hacia servidores

Una segunda aplicación de la red ControlNet en esta aplicación es la siguiente:

• Comunicación entre los distintos controladores ControlLogix

• Comunicación hacia los servidores.

La red ControlNet, se utiliza para permitir el intercambio de información entre los

distintos controladores ControlLogix distribuidos por la planta. En total, se tienen 5 unidades

procesadores (PLC) ControlLogix. De esta forma, es posible controlar los procesos de forma

integral al contemplar los eventos producidos en las distintas áreas del nivel de control(integración horizontal).

Por otra parte, la red ControlNet, también tiene aplicación al conectar el nivel de control

hacia el nivel de supervisión al conectar a los controladores con los servidores que cumplen la

función de llevar un registro histórico de los datos y de correr los software asociados a los

sistemas de supervisión (en este caso se utiliza un software desarrollado por Rockwell-

Automation llamado RSView).

En la figura 14.28 se muestra un recorte del plano mostrado en la figura 14.2 anterior, en

donde se aprecian estas aplicaciones.



343

Figura 14.28. Aplicación de la red ControlNet de conexión hacia el sistema de supervisión.



344

14.7 Costo de los dispositivos de la aplicación

En la tabla 14.1 se muestra el valor total cotizado de una solución completa, de una

aplicación de automatización como la comentada en este capítulo.

Tabla 14.1. Costo de la aplicación en dólares.

De acuerdo con la tabla 14.1, la solución completa tiene un costo de U$ 658.966.- que en

moneda chilena corresponde a un total de $ 345.298.184.- (valor del dólar: U$ 1 = $ 524 al 17 de

agosto de 2007). Se puede observar que la solución del proveedor del servicio de ingeniería de

automatización industrial, se desglosa en 4 ítems, incluyendo la capacitación del personal.

Ahora bien, en la tabla no es posible apreciar el costo individual de cada elemento de

hardware. Por ello en la tabla 14.2 se muestran individualmente el costo de algunos de los

equipos utilizados en esta aplicación.



345

Código Allen-Bradley

Descripción Precio enU$*

Precio en $chilenos*

1756-A4 Chasis ControlLogix 4 slots 333,75 174.885

1756-L55M12 Procesador (PLC) ControlLogix 4.583,50 2.401.7541756-CNB Módulo comunicación ControlNet 1.379,50 722.8581756-CNBR Módulo comunicación ControlNet

redundante1.913,50 1.002.674

1756-DNB Módulo comunicación DeviceNet 1.157,00 606.2681756-ENBT Módulo de comunicación EtherNet/IP 1.785, 34 935.5181794-OB16 Módulo I/O Flex, 16 salidas discretas

de 24 VDC302,60 158.562

1794-OB16 Módulo I/O Flex, 16 entradas discretasde 24 VDC

302,60 158.562

1794-IE8 Módulo I/O Flex, 8 entradas analógicas 872,20 457.03322B-D010N104 Variador de Frecuencia PowerFlex 40,

4KW, 3 fases 480VAC1.143,25 599.063

2711P-K6M20D HMI PanelView plus 600 con EtherNet 1.850,00 969.4001794-ACN Módulo comunicación ControlNet para

Flex I/O473,00 247.852

22-COMM-D Tarjeta comunicación DeviceNet paraVDF PowerFlex40

261,00 136.764

20-COMM-D Tarjeta comunicación DeviceNet parapartidor suave SMC-Flex

341,50 178.946

* Valor del dólar: U$ 1 = $ 524 al 17 de agosto de 2007

Tabla 14.2. Lista de precios de algunos de los dispositivos utilizados en la aplicación.

Estos precios, están vigentes al mes de agosto de 2007, y fueron obtenidos desde

distribuidores mundiales de equipamiento Rockwell y Allen-Bradley.

control net

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