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Las Comunicaciones en la Automatización Industrial

Publicado: 4 de mayo de 2005 Categoría: Artículos técnicos

La solución de automatización ideal tiene tres componentes: dispositivos de automatización capaces y compactos, software de programación fácil de usar y dispositivos del operador adecuados.

El bus de campo forma la base de la comunicación entre los componentes de automatización. Los diferentes dispositivos se van integrando en el bus del sistema buscando en general un medio de comunicación especialmente rápido e inmune a las interferencias. Normalmente se utiliza un bus de dos hilos basado en RS-485 con protocolo MODBUS pero otros medios de comunicación del mercado tales como ARCNET, CANopen, DeviceNet, Ethernet, PROFIBUS DP y comunicación de datos RCOM también pueden usarse para la comunicación, dependiendo del entorno del sistema y las condiciones previas que prevalezcan.

Ejemplo de comunicaciones entre los diferentes dispositivos AC31 de ABB

En las capas inferiores de la tabla OSI encontramos el bus de campo en sus diferentes versiones mientras que en la capa superior de la escala OSI disponemos de los protocolos de comunicación.

Buses y Protocolos de comunicación:
MODBUS
: Debido a su gran difusión, este protocolo ofrece conectividad a controladores de distinto origen, a paneles de operación y a estaciones operativas de PC. El número máximo de clientes con RS 485 es de 32. La distancia máxima con RS-485 es de 1.2 Km. La topología de red puede ser de punto a punto y de red multipunto.

Ethernet: Permite el envío y la recepción de datos vía TCP/IP y/o UDP/IP. Pueden descargarse e implementarse otras capas de aplicación. Es posible incluso ejecutar TCP/IP, UDP/IP y capas de aplicación simultáneamente. Los protocolos: IP, TCP, UDP, ARP, RP, BOOTP, DHCP son compatibles como estándar. Es posible la comunicación con sistemas de terceros utilizando MODBUS/TCP o capas de aplicación específicas del cliente. La velocidad de transferencia es de 10/100 Mbit/s.



Ethernet en la Tabla del modelo OSI

CANopen: Protocolo de capa 7 estandarizado basado en el Controller Area Network (CAN) y en la capa de aplicación de CAN (CAL). El método de acceso está basado en el principio maestro-esclavo. Permite el funcionamiento combinado de varios maestros de bus, la transmisión sincronizada de datos a varios suscriptores y hasta 2.048 objetos diferentes de comunicación. La velocidad de transmisión es de hasta 1 Mbit/s.

Protocolos: dirigidos por eventos, cíclicos, no cíclicos, a petición. PROFIBUS DP: Permite la comunicación maestro y esclavo en el campo, la conexión a sistemas de automatización de terceros fabricantes, así como a pre-procesadores inteligentes como accionamientos, paneles de control y sensores. La longitud máxima de la red (RS 485) es de 1200m a 9.6 kBit/s. Como máximo permite 32 estaciones por red (maestro y esclavo), 126 con repetidores y dispone de una velocidad de transferencia de entre 9,6 kBit/s hasta 12 MBit/s.

Ejemplo de un sistema Profibus/CS31 con 1 MASTER

ARCNET: Es la base para una integración económica y rápida de controladores programables AC31 de ABB. Apropiado también para la visualización de procesos y para la conexión de otros sistemas. La velocidad de transferencia es de 2.5 MBit/s. Permite una transferencia de datos libre de colisiones debido a un token bus con conexión y desconexión automatizada de participantes. Dispone de reconfiguración automática de la red cuando se activa o desactiva una estación y se puede añadir hasta 255 maestros en la misma red. La longitud global de la red es de entre 300m hasta 6 km con repetidores. Cualquier topología válida como por ejemplo la de estrella.

RCOM: Es un protocolo de comunicación diseñado para la transmisión remota de datos. Es apropiado para transmisiones que utilicen una conexión de usuario a usuario o telefónica. Un módem estándar establece la conexión entre las estaciones.

DeviceNet: Para el rápido intercambio de datos a nivel de campo y para acoplar dispositivos de campo remotos como E/S, accionamientos y válvulas.


CS31: Es el bus para la conexión sencilla de CPUs y dispositivos de E/S. Es un bus de 2 hilos RS-485, diseñado para una transferencia de datos rápida y sin interferencias. Hasta 31 dispositivos de E/S. La longitud máxima está entre los 500 m y los 2000 m con repetidores. Con éstos también se puede conseguir redundancia de bus. La velocidad de transferencia es de hasta 187.5 KBaud.


Bus de campo de seguridad: Para la transmisión certificada de señales de seguridad entre controladores relacionados con seguridad y dispositivos E/S. Mezcla de señales de seguridad y señales de funcionamiento.


Field Bus Plug (FBP) el bus de campo “inteligente” de ABB: en una situación ideal, el autómata programable y el nivel de campo están vinculados por buses de campo estándar. Sin embargo, además de esto, la nueva familia de conexiones para buses de campo de ABB ofrece una nueva alternativa de instalación en este sector.


Este conector inteligente es el vínculo a una gama comunicativa de componentes de conexión y automatización que pueden ser combinados con toda facilidad con sistemas de bus de campo estándar. La característica interesante es que cada uno de estos módulos o dispositivos que pertenecen a la familia de productos tiene una interfaz neutra que no depende del bus de campo. Un cable de conexión especialmente ensamblado con una interfaz con enchufe específica para cada bus forma la conexión de comunicación.