redes industriales ii.ppt
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REDES REDES INDUSTRIALESINDUSTRIALES
REDES REDES INDUSTRIALESINDUSTRIALES
Redes Industriales
Parte II
En la actualidad, la rentabilidad de En la actualidad, la rentabilidad de una instalación de producción ya una instalación de producción ya no se evalúa por el gasto en los no se evalúa por el gasto en los componentes individuales sino, en componentes individuales sino, en una importante medida, por la una importante medida, por la perfecta acción conjunta de todos perfecta acción conjunta de todos los componentes del sistema.los componentes del sistema.
En la actualidad, la rentabilidad de En la actualidad, la rentabilidad de una instalación de producción ya una instalación de producción ya no se evalúa por el gasto en los no se evalúa por el gasto en los componentes individuales sino, en componentes individuales sino, en una importante medida, por la una importante medida, por la perfecta acción conjunta de todos perfecta acción conjunta de todos los componentes del sistema.los componentes del sistema.
RS-232
RS-485
ProfiBus
DeviceNet
DH+
ModBus+
RS-422¿Qué significan estos terminos?
Ethernet
Terminología de redes Terminología de redes industrialesindustriales
Terminología de redes Terminología de redes industrialesindustriales
RS-232
RS-485
RS-422 Conexiones Eléctricas
Protocolos (lenguajes)
En toda comunicación deben coincidir las conexiones eléctricas y los protocolos para establecer comunicación entre dos dispositivos.
ProfiBus
DeviceNet
DH+
ModBus+
Terminología de redes Terminología de redes industrialesindustriales
Terminología de redes Terminología de redes industrialesindustriales
Un ejemplo de comunicación es una llamada telefónica...
LIMA
EEUU
La conexión es hecha cuando la persona contesta
Comunicación
LIMAEEUU
INGLÉS ESPAÑOLCOMMS
LA COMUNICACIÓN NO SE ESTABLECE PORQUE NO SE HABLA EL MISMO IDIOMA
Comunicación
LIMAEEUU
ESPAÑOL ESPAÑOL
LA COMUNICACIÓN SE ESTABLECE PORQUE EXISTE LA CONEXIÓN ELÉCTRICA Y SE HABLA EL MISMO
IDIOMA
Comunicación
COMUNICACIÓN
LIMAEEUU
Ejemplo de una red de comunicaciones
Todos los equipos comparten el mismo protocolo de comunicación: DH485 (Allen Bradley)
RS-232
Micrologix 1000
RS-232
DH-485 PanelView 600
RS-485
ALLEN-BRADLEY PanelView550
Adaptador de señal eléctrica
AIC+
Punto a Punto (DF1)
Para aplicaciones en que la comunicación RS-232 es necesaria.
Es un protocolo con capacidad para transmisiones simultáneas
entre dos dispositivos en ambas direcciones.
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v
Punto a Punto (DF1)
Los dispositivos pueden enviar y recibir mensajes.
Todos los dispositivos son tratados por igual para intercambiar datos entre ellos.
Fuente - destino
1 2 3 45
Aplicación•Lectura de dispositivos E/S
•Escritura a PV
Ejemplos de Tecnología antigua de Redes RIO, DH+, Profibus, Interbus S
Tráfico de datos requerido4 Lecturas y 1 Escritura
Maestro - esclavo (1)
Un Maestro con múltiples esclavos. La comunicación se realiza en una sola
dirección a la vez. El maestro inicia toda la comunicación
“encuestando” a cada esclavo.
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Maestro - esclavo (2)
El esclavo solamente puede transmitir datos cuando es encuestado por el maestro.
Es responsabilidad del maestro encuestar cada esclavo de manera sistemática y secuencial para recolectar datos.
Durante una encuesta, el maestro encuesta un esclavo repetidamente hasta que el esclavo indique que ya no tiene que transmitir.
Maestro - esclavo (3)
Luego el maestro transmite los paquetes de datos por dicho esclavo.
Mensajes implícitos son las más frecuentemente usados.
Maestro - esclavo (4)
Multimaestros (1)
Más de un maestro.
Cada maestro maneja un set de esclavos.
Los esclavos sólo cambian información con su maestro.
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Multimaestros (2)
Protocolo DH-485 (1)
Interconexión con 32 dispositivos.
Capacidad de maestros múltiples.
Control de acceso de paso de testigo.
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Red DH-485
Esclavo-1 Esclavo-3
Maestro-1
Esclavo-2
Maestro-2
Longitud de red máxima 1219 mts.
Capacidad de añadir o eliminar nodos sin perturbar la red.
Un nodo que retiene el testigo se convierte en maestro y puede enviar datos válidos a la red.
Después que un nodo envía un paquete de mensajes, intenta dar el testigo a su sucesor.
Protocolo DH-485 (2)
Protocolo DH-485 Plus (1)
La comunicación es entre dispositivos semejantes.
Utiliza el sistema para el control de acceso paso de testigo para rotar el maestro.
Red DH-485
+
Nodo-1 Nodo-3Nodo-2
Interconexión hasta con 64 dispositivos.
Velocidad de comunicación de 57,6 Kbaud.
Programación remota de los procesadores PLC-2,3,5 y SLC 5/4,5.
Reconfiguración y expansión fácil si se desea añadir más nodos en el futuro.
Protocolo DH-485 Plus (2)
Comunicando la hora y el estado del tiempo a 20 personas en un
ambiente
Una persona “fuente” informa a otra persona “destino” una a la vez, el estado del tiempo (dato).
Algunas personas pueden elegir escuchar, otras pueden ignorar “esfuerzo perdido”.
El tiempo pasa porque la fuente comunica uno a uno. - El dato inicial puede haber cambiado al llegar a la última persona “datos desactualizados”.- Ajustes posteriores deben ser hechos por la fuente a cada uno de los destinatarios a fin de sincronizar la data.
El tiempo de despacho de la información cambia con el número de participantes.
Modelo Fuente / Modelo Fuente / DestinoDestino
Modelos de Red
Fuente / Destino Fuente / Destino (punto a punto)(punto a punto)
Sincronizar la acción de los nodos es muy Sincronizar la acción de los nodos es muy difícil ya que los datos llegan en diferente difícil ya que los datos llegan en diferente tiempo a cada nodo.tiempo a cada nodo.
Pérdida del ancho de banda para enviar el Pérdida del ancho de banda para enviar el mismo dato a diferente nodosmismo dato a diferente nodos
DATAFUENTE CRCDESTINO
Comunicando la hora y el estado del tiempo a 20 personas en un
ambiente
Una persona “productor” informa del estado del tiempo una vez (dato).
Las veinte personas escuchan la información simultáneamente.
Algunas personas pueden elegir escuchar “consumidores” la información (ajustar sus relojes, vestimenta, etc.)
Otros pueden elegir ignorar “no consumidor” la información.
Altamente eficiente (dato producido sólo una vez; no es necesarios ajustes posteriores).
El tiempo de despacho de la información es la misma para 5 que para 30 personas.
Modelo Modelo productor/Consumidorproductor/Consumidor
Productor-consumidor
Tráfico de datos Requerido1 Transación con una PC5 veces más eficiente
Produce Produce
Consume
Consume
Ejemplo de Tecnología AVANZADA de RedesDeviceNet, ControlNet, FieldBus
Aplicación•Lectura de dispositivos E/S
•Escritura a PV
Modelos de Red
Productor / Consumidor Productor / Consumidor (el dato es identificado)(el dato es identificado)
Múltiples nodos pueden consumir la Múltiples nodos pueden consumir la misma información al mismo tiempo desde misma información al mismo tiempo desde un solo nodo productor.un solo nodo productor.
Los nodos pueden ser sincronizados.Los nodos pueden ser sincronizados. Mayor eficiencia al uso del ancho de Mayor eficiencia al uso del ancho de
banda banda
DATAIDENTIFICADOR CRC
Productor / consumidor - Punto a punto
Cualquiera de las estaciones (productor) envía mensajes en la red y cualquier estación (consumidor), reconociendo el mensaje, puede consumir este.
Productor / consumidor - Multireparto
Metódo para intercambiar datos con un grupo definido de dispositivos simultáneamente.Con el modelo Maestro-Esclavo es imposible para dispositivos “No maestro”, porque el maestro debe polear a un esclavo específico.
Multicast
Broadcast
Intercambio de datos generalizado a todos los dispositivos conectados a la red.
Productor / consumidor Multireparto generalizado
• Mensaje #1– referente a la posición del sensor a los CTLR1,2 y HMIreferente a la posición del sensor a los CTLR1,2 y HMI
• Mensaje #2– comando de velocidad del CTLR1 a todos los variadores comando de velocidad del CTLR1 a todos los variadores
de velocidad y al HMIde velocidad y al HMI
CTLR1HMI
Drive1Drive1
SensorSensor
Drive3Drive2Drive2
CTLR2ALLEN-BRADLEY
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v
#1#1#2
Productor / consumidor
Redes productor/consumidor pueden soportar los modelos
anteriores
Este sistema pueden ser Maestro/Esclavo, Multimaestro, o punto a punto.
Sistemas híbridos son permitidos (cualquier combinación de maestro/esclavo, multimaestro y punto a punto).
Cualquier combinación de tipos de mensaje son permitidos (mensajes explícitos, I/O data)
Para la configuración del sistema y los dispositivos, se necesita un set de aplicación.
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v
Modelo productor/consumidor
Permite mayor funcionalidad. Incrementa el flujo de información. Permite migraciones futuras
. . . todo permitiendo reducir el tráfico en la red.
MenorMenor THROUGHPUT THROUGHPUT y y mayor performance = mayor performance = ALTA PRODUCTIVIDADALTA PRODUCTIVIDAD
CTLR1CTLR1 HMIHMI
Drive1Drive1SensorSensor Drive3Drive3Drive2Drive2
CTLR2CTLR2 ALLEN-BRADLEY
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v
Multi-master
Cyclic
Change-of-State
Multicast
Peer to Peer
Polling
Broadcast
El modelo Productor-Consumidor es el único modelo que ofrece cada uno de los modos de intercambio de datos.
Es el tiempo que toma desde la detección de un evento (sensor=ON) hasta el momento en que se actúa sobre un dispositivo basado en una lógica (Actuador=ON)
Throughput (1)
Throughput (1)
Throughput
Throughput (2)
Throughput (2)
Modelo de la red.Modelo de la red.
Velocidad de comunicación.Velocidad de comunicación.
Eficiencia del protocolo.Eficiencia del protocolo.
Características principales Características principales que afectan la efectividad que afectan la efectividad
del del ThroughputThroughput
Ejemplos de modelos de red
Fuente/DestinoFuente/Destino
Productor/ConsumidorProductor/Consumidor
Profibus DPProfibus DP
Interbus-SInterbus-S
ASIASI
RIORIO
Profibus FMSProfibus FMS
SERCOSSERCOS
LONWorksLONWorks
DH+DH+
DeviceNet DeviceNet ControlNetControlNetFoundation FieldbusFoundation Fieldbus