Comunicaciones Industriales

INTELLIS Training Course 7001

1


2

Modulo 1Comunicación Digital


3

ObjectivosAl termino del presente modulo sera capaz de :

Definir señales analogas y digitales. Definir ternimos comunes de comunicación digital.


4

Señal análoga - Señal representada por una cantidad física, considerada por una cantidad física considerada continuamente variable y tiene un valor directamente proporcional a la magnitud o en funcion de una cantidad física (frecuencia, fase, etc.).

Definiciones


5

Señal digital – Señal representada por una cantidad física considerada discretamente variable y tiene un valor igual al valor codificada por las condiciones discretas.

Definiciones


6

Una señal análoga es continuamente variable con un infinito rango de valores dentro de un periodo específico de tiempo.Infinito rango de valores


7

Una señal digital es discretamente variable (on/off) con un rango finito de valores dentro de un periodo especifico de tiempo.Rango finito de valores


8

Reloj análogo – El tiempo es medido al pasar las manecillas a través de todos los puntos (continuamente variable) entre los numerales.

1.00001.00011.00021.0003

1.00991.01


9

Reloj Digital – El tiempo es medido al incrementar el display en valores de numeros enteros (discretamente variable).

123

10

http://www.clipart.com/en/close-up?o=1257236&memlevel=C&a=c&q=digital%20watch&s=1&e=15&show=all&c=&cid=&findincat=&g=&cc=


10

Bit – señal binaria (dos niveles 1 o 0) que permiten codificar información. Bit es una abreviación de las palabras binary & digit.

Definiciones


11

Byte – grupo de ocho bits.Word – dos bytes o 16 bits.

Definiciones

1st Byte 2nd Byte

1 Word

1234567812345678

1st bit

2nd bit Etc.


12

Data packet o simplemente packet (a veces referido como telegrama) – el arreglo especifico de bits definido por el protocolo para codificación/decodificación y detección de error en la señal digital.Data frame – la porción del paquete que contiene la información relacionada al proceso.

Definiciones


13

Contiene la dirección, código función (si es usado), tipo de mensaje y otra información de identificación.

Data Packet

Data Frame

Checksum

Header


14

Dispositivo inteligente – cualquier dispositivo que contenga un microprocesador, que permite al dispositivo desarrollar operaciones lógicas.

Definiciones


15

Popular Microprocesador MC68HC11


16

Microprocesador


17

Microprocesador – Un microprocesador es un circuito integrado que contiene un CPU. Este controla la lógica de casi todos los dispositivos digitales, desde computadoras personales, sistemas de control industrial y sistemas de bolsas de aire para autos hasta radios reloj.

Definiciones


18

Microfotografía de un microprocesador Intell 386.

Existen 275,000 transistores en este CI.


19

Check Your Understanding

1. Define bit, byte and word.2. Describe how an analog signal is

different from a digital signal.3. Name two possible states for a bit value.4. What determines if a device is intelligent

or not?


20


5. Define data packet and draw a sample data packet properly locating the header, the checksum and the data frame.

6. What is a microprocessor?


21


1. Define bit, byte and word.1.1 Bit - a binary (two-level) signal (1 or 0) which allows the encoding of information.

1.2 Byte – a grouping of eight bits.

1.3 Word – two bytes or 16 bits.


22

2. Describe how an analog signal is different from a digital signal.

3. Name two possible states for a bit value.


2.1 An analog signal is continuous while a digital signal is discrete.

3.1 0 or 1, High or Low, True or False


23

4. What determines if a device is intelligent or not?


4.1 The presence of a microprocessor that allows the device to perform logical operations indicates it is an intelligent device.


24

5. Define data packet and draw a sample data packet properly locating the header, the checksum and the data frame.


Data Frame

Checksum

Header

5.1 A data packet is the specific arrangement of bits that is defined by the protocol for the coding/decoding and error detection in the digital signal


25

6. What is a microprocessor?


6.1 A microprocessor is an integrated circuit that contains a CPU.


26

Modulo 2MAC, OSI y Jerarquía en la Red


27

Describir tres soluciones para Media Access Control MAC.Describir como se conserva la integridad de la señal en la RED de comunicación.

ObjectivosAl termino del modulo 2 será capaz de:


28

Dar un ejemplo de la efectividad de la seguridad de la señal.Identificar los layers del Modelo de referencia ISO/OSI.


29

Nombrar los tres layers más usados en las redes industriales.Listar ejemplos de Physical Layers.Dar ejemplos de Application Layers usados en las redes industriales.Nombrar los 5 protocolos más importantes.Colocar a los Grandes en la Jerarquía de las redes.


30

Dar ejemplos de tamaños de data frame para cada uno de los Grandes.Definir scan rate.Dar ejemplos de scan rates para cada uno de los Grandes.Usar el Modelo de referencia de ISO/OSI para comparar y contrastar los Grandes.


31

Integridad de la Señal en la comunicación del Bus

Si todos los dispositivos estan conectados al mismo cable, como es posible controlar solo el dispositivo que yo quiero????


32

Note que todos los esclavos en el bus estan conectados en paralelo.

Esclavos Esclavos Esclavos


33

Como se evitan las colisiones en el bus?

Via Media Access Control (MAC)


34

Analogía del BusCalle – representa el cable del bus

Casa – representa sensor o actuador

# de casa – representa la dirección del nodo

Flecha – representa el escaneo del controlador


35

RECUERDE¡Cada esclavo en la red DEBE tener una

dirección única!


36

MAC método #1 - CSMA/CD: abreviación de Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection, un grupo de reglas que determinan como los dispositivos de la red responden cuandos dos dispositivos intentan hablar al mismo tiempo al bus (llamado colisión).

Media Access Control


37

El Ethernet estandar usa CSMA/CD (su LAN de la oficina). Después de detectar una colisión, un dispositivo espera un retardo de tiempo aleatorio y luego intenta retransmitir su mensaje.


38

Cualquier nodo del bus puede hablar cuando lo desee. Si hay una colision es cuestion de alguna oportunidad para que alguno gane.Retardos de algunos segundos e incluso minutos (alguien descargando un archivo grande en la red de oficina haciendo lenta toda la red por ejemplo) son comunes.


39

Es CSMA/CD recomendable para operar un sistema ESD en una planta petroquímica?

Solo si quiere volar la planta.☹OINS debe ser deterministic.

Los mensajes de I/O deben llegar donde se les quiere cuando se les quiere.


40

Determinism – una característica de los sistemas de bus que es medición de que tan predeciblemente la comunicacion es repetida a cada esclavo de la red. Mientras más alto el nivel de determinism mas alta sera la certeza de que los mensajes llegaran donde se les necesita cuando se les necesita.

Definiciones


41

MAC método #2 - Token Ring: El “TOKEN” (turno) es un grupo de bits predefinidos, localizados en el encabezado de cada mensaje enviado a la redEl turno es pasado de nodo en nodo (estación a estación) en un orden oreestablecidoTodas las estaciones sin turno SOLO PUEDEN ESCUCHAR (recibir mensajes, no transmitir)


42

Puesto que se controla quien y cuando “habla”, este método es deterministico.

PLCPC

Yo tengo el turno

Yo tengo el turno


43

MAC método #3 – Polling o Master/Slave: Cada nodo puede solo responder cuando el maestro lo interroga

PLC1 2 3 4 5 6

Como se controla quien y cuando responde este método es deterministico.

Master

Host

SL 1

1

SL 2

2

SL31

31

Master Calls

Slave Answers

SL 1

1


44

La gran mayoría de los OINS usan el Polling como método primario de MAC.

Los 5 Grandes usan Polling excepto FF.


45


1. Use the bus analogy to describe how communication takes place in a network system.

2. Define MAC.3. List the three methods of MAC.4. Define determinism and why it is

important in OINS.


46


5. Describe the most common means of MAC in OINS.


47


1. Use the bus analogy to describe how communication takes place in a network system.

1.1 Road - represents bus cableHouse - represents sensor or actuatorHouse Address - represents node addressArrow - represents scanning of the controller


48


2. What does the acronym MAC stand for.

3. List the three methods of MAC.

2.1 Media Access Control

3.1 CSMA/CD3.2 Token Ring3.3 Polling or Master/Slave


49


4. Define determinism and why it is important in OINS.

4.1 A characteristic of bus systems that is a measure of how predictably communication is repeated with each slave on the network. The higher the level of determinism the greater the certainty that messages will get where they need to go when they need to.


50


5. Describe the most common means of MAC in OINS.

5.1 Polling or Master/Slave


51

Ahora bien, resuelto lo anterior, como evito la corrupción de datos?

Como asegurar que el mensaje que recibe el dispositivo es la información correcta?

Es importante evitar una situación donde se manda un

comando de cierre y en vez de eso se abre .☹Se usan métodos matematicos para asegurar que si la información se corrompe el error sera detectado.


52

Check sum – método matemático de detacción de errores en paquetes de información (corrupción de datos). El checar paridad como parte del formato de información puede ser suficiente o puede calcularse un CRC.

Definiciones


53

Paridad - El uso de bits de paridad para checar que los datos han sido transmitidos adecuadamente. El bit de paridad para cada paquete es determinado de tal forma que todos los bytes tienen numeros pares o inpares de bits. Si los bits determinados son pares, entonces se usara como paridad 0, si son impares, se usara como paridad 1.

Definiciones


54

CRC – Cyclic Redundancy Check: un método de detección de error notablemente mas robusto que el de paridad. El emisor cálcula la suma de todos los bits en el paquete, corre esta suma a través de un polinomio, hace un registro, corre el resultado en el polinomio, y continua asi durante 16 ciclos. (Continua)

Definiciones


55

CRC continuación El valor final calculado es parte del

paquete transmitido. El receptor realiza la misma operación en el paquete recibido y compara su resultado. Si los resultados son iguales, no hubo corrupción de datos.

Definiciones


56

Asi que, ¿Qué tan efectivos son estos metodos asegurando la integridad de datos?Un sistema corriendo a 125kbd (125,000 bits/seg) 24 horas/dia, 365 dias/año por 20 años, no se presenta un solo error Tipo A (aceptar datos incorrectos como correctos).


57

ISO - International Standards OrganizationHecho por muchas distintas companias de EUA y Europa

OSI - Open System InterconnectionEstructura de los protocolos estandar publicados

Reducen el problema del protocolo de comunicación en las 7 tareas mas manejadas

Modelo de referencia ISO/OSI


58


Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer

No todos los protocolos usan todos los layers


59

La mayor parte de los protocolos usan el Physical, Data link, y Application Layers del modelo de referencia ISO/OSI

Application Layer

Physical Layer Data Link Layer



60


Physical LayerDefine los componentes fisicos , el metodo de señalisación usado en la red (p.e. RS-485) y la topología de la red.

¿Es sistema de 2 o 5 hilos?.

¿Mando el bus en “alta” con una señal cuadrada para indicar 1 lógico?

¿Cuantos esclavos puede soportar?

¿Uso cobre o fibra optica?

¿Cual es la maxima longitud de tronco?


61

Data Link LayerDefine el método de acceso a media a la red (p.e. Master/Slave, Token Passing), detección de error y recuperación (ejemplo: paridad, CRC, etc.)



62

Application LayerProvee al usuario con las funciones de comunicación de la red.

Como el humano interacciona con la máquina.



63

Application LayerEjemplos:

Si se usa un PLC-5 A-B el application layer incluye el Software RS Logix 5000 y una interfase RS-232 para el procesador y RS-Netwok para DeviceNet con un RS-232 para interfase DeviceNet.Si se usa un Emerson Delta-V el Application Layer incluye el Software Delta-V Explorer, Control Studio y Delta-V Operate con una interfase Ethernet.Cada OEM de sistema Host o interfases de bus tienen su propio Software que es el Application Layer.


64

Los grandesEstos OINS son los grandes


65

DeviceNet cuenta con aproximadamente el 70% de todo el mercado de proyectos de Norte America.AS-i y Profibus poseen mercado similar compartido en Europa, Africa y Asia.Modbus es el más popular de todos ellos a nivel mundial.FF gana terreno rapidamente con más de 250,000 dispositivos instalados en más de 4,000 sistemas.


66

Baud rate - La velocidad a la que los bits son transmitidos en una red.Cycle time o Scan time - cantidad de tiempo requerida para el bus, para leer todas las entradas conectadas y escribir en todas las salidas conectadas.

Definiciones


67

Scan Rate – cantidad de tiempo requerida para el bus para leer todas la entradas conectadas y escribir todas las salidas conectadas.

AS-i – 5 mS con red totalmente cargadaDeviceNet – aproximadamente 70 mS con la red totalmente cargada de dispositivos discretos.FF – aproximadamente 1 seg con red totalmente cargada

Definiciones


68

Ancho de Banda – O bandwidth, BW, determina el numero de bits de informacion, L (longitud) transferida en un tiempo t: L = BW*t (cuanta información se puede enviar a través de una conección).

Para dispositivos digitales, el bandwidth se expresa usualmente en bits por segundo (bps).El Baud Rate es proporcional al Bandwidth. Si el Bandwidth se incrementa el meximo Baud Rate permitido se incrementa.

Definiciones

http://www.webopedia.com/TERM/b/bps.html


69

Jerarquía de la Red

CNCPC/VME

VME/PCPLC DCS

Controlador de areaEthernet/TCP/IP TCP/IP/Ethernet

CycleTime de Bus

< 1000 ms

CycleTime de bus

< 100 ms

Cycle-Time de bus

< 10 ms

Nivel Bit

Nivel byte

Nivel Block


70

Bus de sensores(Nivel bit)

AS-interfaceSeriplex

Bus dedispositivo(Nivel byte)

DeviceNetProfibusModbusSDSInterbus SModbus Plus

Fieldbus(Nivel block)Foundation FieldbusWorldFIPEtherNetLonWorks

Orden de incremento de funcionalidad y complejidad


71

La jerarquía de redes organiza los protocolos según su nivel de complejidad, por lo general comparando el tamaño de la capacidad de datos como medida de complejidad.


72

Comparasion del tamaño de datos como funcion de la complejidad del protocolo.

AS-i – 4 bitsModbus – 2+ bytesDeviceNet – 8 bytes con capacidad de mensajes fragmentadosProfibus DP – 244 bytesFF – tipicamente 300+ bytes


73

Mientras más grande sea la cantidad de datos manejada por el protocolo, más grande es su funcionalidad y características.

Accion tomada por el protocolo si hay una dirección duplicada en el bus:

AS-i – ninguna, el bus se vuelve inestableDeviceNet – uno de los dos dispositivos saldra del bus, el bus funciona de manera normal.FF – cada dispositivo es direccionado automaticamente por la interfase H1, de esta menera no es posible asignar una direccion doble en una red FF


74

ISO/OSI LayersPhysical LayerData Link LayerApplication Layer

Todo lo anterior determina donde se ubica un protocolo dentro de la jerarquía de red.

Reforzando: ¿Que diferencia un bus de otro?


75

Physical LayerAS-i – sistema a dos hilos, la señal es una onda sinusoidal, la tension de operación es

18.5 – 31.6 Vdc, el cable no tendra pantalla aterrizada si esta presente.DeviceNet – sistema de 4 a 5 hilos, seña cuadrada, la tension de operación es

11 – 25 Vdc, si se usa un cable de 5 hilos la pantalla debe estar aterrizada solo en un punto del sistema


76

Data Link LayerAS-i - Señal codificada (estado binario de la señal determinado por la transicion), el software para el microprocesador es especificado por el protocolo e incorporado en un ASIC (Application Specific IC)DeviceNet - señal de estado binario determinado por la amplitud del voltaje, el microprocesador es seleccionado por el OEM quien tambien desarrolla el software


77

Application LayerEl HW y SW que conforman el Application Layer de cada protocolo es especificacion de cada proveedor.

Un PLC Modicon corriendo DeviceNet no sera capaz de usar herramientas de un PLC Fanuc General Electric cuyas herramientas son distintas al PLC A-B y asi por el estilo.La única excepción a esto es FF, como parte de la especificacion del protocolo tiene un Application Layer universal.


78


1. Define checksum.2. What is the most commonly used method

of checksum in OINS?3. Provide an example of how effective

these methods are in insuring the data integrity of the bus?


79


4. What three layers of the ISO/OSI Reference Model are most commonly used in OINS?

5. Describe examples of the Physical Layer.6. Describe examples of the Application

Layer.7. List the BIG5.


80

Check Your Understanding8. Describe the Network Hierarchy and give

an example of a OIN for each level.9. How does the size of a protocols data

frame affect it’s position in the Network Hierarchy?

10. Give three examples of data frame sizes for the respective protocol.


81

Check Your Understanding11. Define scan rate and describe how it is

affected by a protocols position in the Network Hierarchy.

12. Compare and contrast two protocols based on their Physical, Data Link and Application Layers.


82


1. Define checksum.

2. What is the most commonly used method of checksum in OINS?

1.1 A mathematical method of detecting packets containing errors (data corruption).

2.1 The CRC, Cyclic Redundancy Check


83


3. Provide an example of how effective these methods are in insuring the data integrity of the bus?

3.1 Running a system at 125kbd (125,000 bits/second) 24 hours/day, 365 days/year for 20 years, not a single Type A error (accepting incorrect data as correct) would occur in the system.


84


4. What three layers of the ISO/OSI Reference Model are most commonly used in OINS?

4.1 Most bus system protocols use the Physical, Data link, and Application Layers of the ISO/OSI Reference Model


85


5. Describe examples of the Physical Layer.

5.1 Two wire or five wire system.

5.2 Sine wave or square wave signal.

5.3 Amount of cable allowed in system.


86


6. Describe examples of the Application Layer.

6.1 A-B PLC-5 the Application Layer includes the SW RS Logix 5000 and an RS-232 interface for the Processor and RS-Networx for DeviceNet with an RS-232 to DeviceNet interface.

Emerson Delta-V the Application Layer includes the SW Delta-V Explorer, Control Studio and Delta-V Operate with a Ethernet interface.


87


7. List the BIG5.

7.1 AS-i7.2 DeviceNet7.3 FF7.4 Modbus7.5 Profibus DP


88


8. Describe the Network Hierarchy and give an example of a OIN for each level.

8.1 The Network Hierarchy organizes protocols based on their level of complexity, typically comparing the size of the data frame capacity as a measure of complexity.8.2 AS-i is a Bit Level protocol, DeviceNet is a Byte Level protocol and FF is a Block Level protocol.


89

Check Your Understanding9. How does the size of a protocols data

frame affect it’s position in the Network Hierarchy?

9.1 The larger the size of the data frame the higher the protocol’s position in the hierarchy


90

Check Your Understanding10. Give three examples of data frame sizes

for the respective protocol.10.1 AS-i, 4 bits

10.2 DeviceNet, 8 bytes

10.3 FF, 300+ bytes


91

Check Your Understanding11. Define scan rate and describe how it is

affected by a protocols position in the Network Hierarchy.

11.1 amount of time required for the bus to read all connected inputs and write all connected outputs.

11.2 As a rule of thumb, the higher the level of protocol the longer it’s scan rate.


92

Check Your Understanding12. Compare and contrast two protocols

based on their Physical, Data Link and Application Layers.

12.1 AS-i is a two wire system and DeviceNet is a 4 or 5 wire system.

12.2 AS-i - binary state of signal determined by edge transition. DeviceNet - binary state of signal determined by voltage amplitude.

12.3 Vendor specific configuration tools


93

Modulo 3Creando bloques de Red


94

ObjectivosAl final del modulo 3 sera capaz de:

Definir la construccion basica de bloques en una OIN.Enlistar ventajas de un OIN en las siguientes areas:

Ahorro de costosInstalación.Mantenimiento.Operación.

Diagnosticos y predictivo vs. Mantenimeinto preventivo.


95

Nodo – dispositivo inteligente individual en una red. Estación – igual que un nodo excepto que no necesita tener una dirección (repetidora, extensor, etc)

Definiciones


96

Esclavo – Nodo o estación en un bus que espera a ser questionado por un maestro antes de poder responder con una acción (energizar salidas y/o enviar la informacion requerida de su estatus). Cada esclavo de la misma red tendra una dirección única.

Todos los esclavos son Nodos pero no todos los nodos son esclavos.

Definiciones


97

Mas de 120 esclavos AS-i Explosion Proof instalados en una planta mezcladora de pintura de Dupont-Renner


98

Bus o Red - los nodos y el medio físico que provee interconexión entre nodos para que puedan intercomunicarse. En las OINS esta comunicación de datos permite el intercambio de I/O. Media – la conectividad del bus. Todo el cable, conectores y hardware que permite la comunicación en el bus.

Definiciones


99

Componentes típicos de bus

Multipuertos

Conectores T

Segmentos -conectores mini moldeados

Derivación: - conectores moldeados - 0 a 20 ft. - mini o micro en el dispositivo

Conectores de lineaprincipal de campo


100

Componentes de Media que crean este bus DeviceNet


101

Protocolo - Lenguaje o serie de reglas que deben ser seguidas en dos o mas dispositivos que van a comunicarse entre ellos a través de un bus.Master - Un dispositivo en la red que controla la secuencia de transmisión de comunicación y tiempo. Los esclavos no responden a menos que el Master se los ordene.

Definiciones


102

2 Delta-V Modbus Masters


103

Topología – como la media de la red esta conectada el campo físico.

Definiciones

Zero-drop Star Trunk/drop

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Loop

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

MasterHost

MasterHost

MasterHost

Slave

Slave

Slave

Slave

Passive Hub Slave

Slave

Slave

Slave

MasterHost

Slave

Slave

SlaveSlave

SlaveSlave


104

Host – El controlador central primario en la red, puede ser un PLC o DCS.

Definiciones

Emerson Controls Delta-V DCS


105

Polling – un método de MAC tambien conocido como Master/Slave. El Maestro “habla” a cada esclavo siguiendo las direcciones en orden ascendente. Cuando el Maestro termina de “hablar” al último esclavo el ciclo entero vuelve a comenzar y a repetirse indefinidamente.

Definiciones


106

a s t e r

SL 1

1

SL 2

2

SL31

31

M a s t e r Calls

S la v e Answers

SL 1

1

HOST

Master


107

Repetidora – una estación del bus que permite la creación de segmentos. Aisla galvanicamente los dos segmentos que crea y restaura la forma y tiempo de la señal.

Definiciones

Repetidora IFM


108

Segmento – usado para extender la longitud del bus o agregar nodos adicionales dependiendo del las especificaciones del protocolo.


109


1. Draw a network with 2 buses connected to a single Master with another bus connected to another Master. Both Masters are interfaced to the same host. Add 3 slaves to each bus as well as a repeater to each network. Each bus should be of a different topology.


110


2. Define Scan time.3. List 4 typical media components required

to build a bus system.


111


1. See drawing pad at front of room.


112

2. Define Scan time.

3. List 4 typical media components required to build a bus system.


2.1 The amount of time required for the bus to read all connected inputs and write all connected outputs.

3.1 Drop lines, multi-port hub, trunk line segments and T-taps


113

Construcción básica de bloques, OINS

2 nHOST

Scanner Maestro

Fuente de poder

PC con software de

configuración

TR*

Esclavo Repetidora Esclavo

TR*

Esclavo

1

Interfase de configuración


114

El Host es el cerebro del conjunto y es tipicamente quien toma la ultima decisión del sistema. Un PLC-5 A-B, un Emerson

Delta-V, un Foxboro I/A o un PLC Modicon son ejemplos de Hosts.

2 nHOST

Scanner Maestro

Fuente de poder

TR*


TR*

Esclavo

1

PC con software de

configuración



115

El Master, también llamado Scanner, es la interfase entre el Host y el bus.

2 nHOST

Scanner Maestro

Fuente de poder

TR*


TR*

Esclavo

1

PC con software de

configuración



116

2 nHOST

Maestro Scanner

Fuente de poder

TR*


TR*

Esclavo

1

PC con software de

configuración

Interfase de comunicación

Los resistores terminadores son usado en los Grandes con excepcion de AS-i. Los TRS evitan reflejos en la señal del bus lo que repercutiria en perdida de datos.


117

2 nHOST

MasterScanner

Fuente de poder

TR*


TR*

Esclavo

1

PC con software de

configuración

Interfase de comunicación

La fuente de poder suministra el voltaje DC requerido por los nodos para comunicarse en el bus y abilita la funcionalidad de I/O.

NOTA – existen dispositivos que no se energizan por el bus pero los de Westlock si lo requieren.


118

2 nHOST

MaestroScanner

Fuente de poder

TR*


TR*

Esclavo

1

PC con software de

configuración

ConfigurationInterface

El esclavo es el elemento final de control en campo. El numero de esclavos y sus funcionalidad varia entre protocolos. En general, mientras mas alto sea el nivel del protocolo en al Jerarquía, mayor sera su funcionalidad.

RECUERDE – cada esclavo de la red debe tener una dirección única o se obtendrá un comportamiento inadecuado.


119

2 nHOST

MaestroScanner

Fuente de poder

TR*


TR*

Esclavo

1

PC con software de

configuración


Una repetidora crea segmentos en el bus que pueden extender la longitud del mismo o incrementar el número de esclavos. No todos los protocolos admiten repetidoras.


120

2 nHOST

MaestroScanner

Fuente de poder

TR*


TR*

Esclavo

1

PC con software de

configuración


Cada sistema de red requiere de algun medio de confurar al Maestro y esclavos en el bus(es). Esto puede hacerse con programador portatil (Handheld Programmer HHP), una interfase HW y software de configuración o via el Host.


121

Organice todo este rompecabezas y.….


122

Analogía del BusCalle - representa el cacle del bus

Casa - representa sensor o actuador

# de casa - representa la dirección del nodo

Flecha - representa el escaneo del controlador


123

Las redes son diseñadas para reducir muchos de los gastos asociados al cableado convencional. .

Ahorros del costo de instalaciónReducido costo de cableadoReducido numero de errores de cableado Puestas en marcha más rapidas Menor footprint por sistemaDocumentación y dibujos simplificados

Ventajas de las OIN´s Open Industrial Networks


124

Reducido costo de alambrado

PLCPLC

1616 MódulosMódulosde entradade entrada

Compare un sistema con cableado convencional


125

Reducido costo de alambrado

Contra un sistema cableado en bus

PLCPLC

Módulo Módulo ScannerScanner del busdel bus


126

Cableado convencional

Cableado de bus


127


128


129


130

Reducido costo de alambrado y erroresMenos cable = menos costo de materialesMenos terminales = menor oportunidad de errores y monor costo de labor

Si se lleva en conduit hay grandes ahorros de material y mano de obra

PLCPLCPLCPLC


131

Puesta en marcha más rapida

Los dispositivos inteligentes tienen diagnósticos para auxiliar en la localización de errores de instalaciónMenos errores de alambrado = menor tiempo de troubleshooting

Se ahorra generalmente hasta 50% de tiempo y más.


132

Menor footprint por sistema


133

Las redes son diseñadas para eliminar muchos de los gastos asociados con el alambrado convencional. .

MantenimientoMenos ternimales que causen fallaslos dispositivos inteligentes asisten en la localización de fallas

Ventajas de las OIN´s


134

Los dispositivos inteligentes asisten en la localización de fallas

Los LED´s de diagnóstico asisten a localizar las fallas


135

Asistencia en localización de fallas

Los datos de los dispositivos ayudan a localizar ruptura de lazo

Bus Break is between Logical address 0 and 1

Bus Break is between Logical address 0 and 1

Ruptura de lazo aquí


136

Las redes se diseñan para eliminar muchos de los gastos asociados al cableado convencional. .

OperaciónCon los datos manifestados por el dsipositivo inteligente, el elemento final de control se convierte en una herramienta de mantenimiento predictivo.Sistemas escalables - fácil expansion del sistema si se requiere en un futuro.

Ventajas de las OIN´s


137

Los gráficos proveen indicación del desgaste de válvula y actuador.


138

Los estudios indican que el mantenimiento predictivo resulta en ahorros de costo de hasta 20% mas que el mantenimiento preventivo programado. Solo se da servicio a un dispositivo si lo requiere en lugar de hacerlo aun sin necesitarlo bajo un programa.


139


1. List and define the 7 Building Blocks of OINS.2. Using the Bus System Analogy describe how

communications occur on a digital bus.3. List the three areas discussed where bus

systems will reduce the cost of ownership for a project.

4. For 2 of the areas listed above describe how these cost savings are realized.


140


5. Describe the difference between preventative and predictive maintenance.


141


1. 1. List and define the 7 Building Blocks of OINS.

1.1 The Host is the “brains” of the outfit and is typically the ultimate decision maker in the system.

1.2 The Master is the interface between the Host and the bus.


142

1.3 Terminating resistors are used to prevent signal reflections on the bus which would result in a loss of data.

1.5 The slave is the final control element in the field.


1.4 The power supply provides the DC voltage required for the nodes to communicate on the bus and enable their I/O functionality.


143

Check Your Understanding1.6 A repeater creates segments in the bus that can extend the length of the bus or increase the number of slaves.

1.7 Configuration SW allows the end-user to configure the Master and slaves on the bus.


144

2. Using the Bus System Analogy describe how communications occur on a digital bus.


2.1 Road - represents bus cableHouse - represents sensor or actuatorHouse Address - represents node addressArrow - represents scanning of the controller


145

3. List the three areas discussed where bus systems will reduce the cost of ownership for a project.

3.1 Installation

3.2 Maintenance

3.3 Operation


146

4. For 2 of the areas listed above describe how these cost savings are realized.


4.1 Reduced wiring cost, reduced wiring errors, faster startups, smaller footprint for system and simpler drawings and documentation.4.2 Fewer terminations to cause failures and intelligent devices assist in locating faults


147

5. Describe the difference between preventative and predictive maintenance


5.1 You only service a device when it needs it instead of servicing on a fixed schedule.


148

Modulo 4Especificaciones del protocolo


149

ObjectivosAl termino del Modulo 4 sera capaz de :

Describir los origenes de protocolo de los grandesListar los parametros Physical Layer de protocolo.Definir varias topologias utilizadas en los buses


150

Listar las topologías soportadas por los grandes.

Listar varios componentes de media y sus funciones.Comparar y contrastar los grandes basandose en sus parametros de Physical Layer.Listar los sitios web de los protocolos.


151

AS-i AS-international (AS-I), responsable del desarrollo de la especificacion AS-i y las pruebas de conformidad de productos AS-i registrados, fue formado en 1991 por un consorcio de 11 companias eruropeas lidereadas por Siemens. Actualmente hay mas de 100 miembros a nivel mundial.

Origenes del protocolo


152

AS-i La fase Norteamericana, la AS-i Trade Organization (ATO) fue formada en Abril de 1996 Website

www.as-interface.com , marketingwww.as-interface.net , técnico

Origenes del protocolo

http://www.as-interface.com/

http://www.as-interface.net/


153

DeviceNetLa Open DeviceNet Vendors Association (ODVA), responsable del desarrollo de la especificación DeviceNet y las pruebas de conformidad de los productos DeviceNet, fue formada en 1995. Allen – Bradley desarrollo el protocolo propietario que fue pasado a la ODVA en 1995.


154

DeviceNetActualmente hay mas de 300 miembros alrededor del mundo. Website

www.odva.org

http://www.odva.org/


155

FFLa especificación inicial de FF, salio en 1987, fue un esfuerzo conjunto de IEC y la ISA para crear un estandar internacional del fielbus. Fieldbus Foundation, establecida en 1994, es responsible del desarrollo de la especificación de FF y los pruebas de conformidad de los productos FF.


156

FFActualmente hay más de 120 miembros alrededor del mundo.Website

www.fieldbus.org

http://www.fieldbus.org/


157

ModbusEl protocolo Modbus fue desarrollado por Modicon en 1989 y tiene una estructura de mensaje para redes.Westlock desarrollo la Network Interface Manager (NIM) en 1991. La NIM es un gateway entre el Master Modbus Master y los esclavos Westlock.


158

ModbusWestlock desarrollo nuestro esclavo Modbus Direct en 1999 quien se comunica directamente a un Master Modbus.Website

www.modbus.org

http://www.modbus.org/


159

Profibus DPLa Profibus User Organization (PNO), quien es responsible del desarrollo de la especificación Profibus y de las pruebas de conformidad de los productos Profibus, fue formada en 1989.Profibus fue originalmente un proyecto conjunto de Fieldbus iniciado en 1987 entre varias compañias (Siemens, Klockner-Moeller, Bosch, y otrso 10 Fabricantes).


160

Profibus DPActualmente hay mas de 1000 miembros alrededor del mundo.Website

www.profibus.com

http://www.profibus.com/


161

Parametros Physical Layer del protocolo


162

Maximo número de nodos por busAS-i Specification 2.0

PLC

31

1 23

Direcciones 1 - 31


163

Maximo número de nodos por busAS-i Specification 2.1

Mas información de Ver. 2.1 adelante.

PLC

62

1A

1B2A

2B

Direcciones 1A – 31A & 1B – 31B


164

Baud Rate 167 Kbd

110100101PLC


165

Maxima longitud del busAS-i ver. 2.0 & 2.1

PLC100 m

El total de cable total en la red puede ser extendido a 300 m con el uso de

extensores o repetidoras


166

Cuando se calcula la longitud maxima del bus AS-i usa diferentes reglas que los otros 5 Grandes.

AS-i considera TODO el cable del bus como parte del total de la longitud del bus y no distingue entre linea principal y derivación.

Algo para recordar


167

Definiciones

Segmento de bus – una porcion del bus que esta galvanicamente aislado de cualquier otra porcion del bus.

En FF la palabra segmento es usada de maneras intercambiable a bus y la definicion arriba mencionada no aplica


168

Definiciones

Aislamiento galvánico – No hay corriente entre las dos entidades aisladas.

Al crear segmentos de bus esto bloque la transferencia de voltaje de DC de un segmento al otro


169

AS-i usa segmentos para extender la longitud maxima del lazo.

AS-i usa dos distintos dispositivos para hacer esto

El extensorLa repetidora

Recuerde


170

El extensor es un amplificador de señal y debe seguir las siguientes reglas:

Solo puede usarse uno por redNo se deben instalar esclavos entre el extensor y el Master

Esto elimina distorciones inherentes de la señal causados por la adicion de esclavos al bus al ser amplificados y corrompiendo la comunicación

Algo para recordar


171

El extensor (cont):Puede haber 100 m de cable adicional instalado en ele bus luego del extensorNO aisla galvanicamente los dos segmentos creados

De esta manera solo se necesita una fuente de poder para ambos segmentos

Es util en instalaciones con una gran distancia entre la master y el primer esclavo.

Algo para recordar


172

Solucion A: 1 extensor y 1 repetidoraFuente

Esclavo

EsclavoEsclavo

Esclavo

Esclavo

Extensor RepetidoraMaster

Fuente

Segmento 1max. 100 m



!

Fuente

!

La longitud de todo el cable en una red/segmento AS-i es de hasta 100 m

Es posible extender una red hasta 300 m (3 segmentos) con el uso de extensor y /o repetidora:


173

La repetidora aisla galvanicamente cada segmento y restatura el timing de la señal. El uso de repetidoras debe seguir estas reglas:

Debe haber un máximo de 300 metros de cable entre cualquier esclavo y el MasterPuede haber 100 m de cable adicional instalado despues de la repetidora

Algo para recordar


174

La repetidora (cont):Debe haber una fuente de poder para cada segmento creado con la repetidora

Recuerde


175

Solucion B: 2 repetidoras

EsclavoEsclavo

Esclavo

Esclavo

Esclavo

Repetidora RepetidoraMaster

Fuente

Segmentomax. 100 m

Segmentomax. 100 m

Segmentomax. 100 m

Fuente Fuente

La longitud del cable en una red/segmento AS-i es de hasta un máximo de 100 m

Es posible extender la red hasta 300 m (3 segmentos) con el uso de 2 repetidoras:


176

La repetidora (cont):Caso especial

EsclavoEsclavo Esclavo

Master Repetidora

Fuente




Fuente

R

R

R

Esclavo

Esclavo

Supply

Slave

Esclavo

Fuente

Esclavo

Esclavo

Fuente

Passive Hub




177

La repetidora (cont):Caso especialMaximo cable en cualquier segmento ≤ 100mMaximo 2 repetidoras entre cualquier esclavo y la MasterMaxima distancia entre cualquier esclavo y el Master de 300m


Segmento 2max. 100 m Segmento 3

max. 100 m




178

Maxima corriente del bus

AS-i ver. 2.0 & 2.1

8 A


179

Rango tensión de operaciónAS-i ver. 2.0 & 2.1

18.5 - 31.6 Vdc


180

AS-interfaceelectric-mechanics

mechanical codedflat cable

piercing connectors

Cable plano AS-i con conectores “vampiro”Fácil y rapida instalación (sin cortar ni pelar)Sin error en la instalación causada por invertir la polaridad2 cables no apantallados para datos y fuerza (24 V DC / hasta 8 A típico para el bus)Diferentes colores para diferentes tensiones amarillo: AS-interface: negro: Fuente de poder adicional 24Vrojo: Fuente de poder adicional 230 VDiferentes calidades de cablePUR, TPE, EPDM (hule)


¿Qué es la especificasión AS-i Ver. 2.1?


182

Aplicasiones existentes pueden ser extendidas con el uso de nuevos mudulos V2.1. Las Masters V2.1 pueden también comunicarse con la ¨primer generación“ de esclavos (compatibilidad).


183

hasta 62 esclavos en una master

uso simple de esclavos análogos

diagnósticos mas detallados

AD

Fault

Power

I-1I-2

3162

Las tres características más importantes de AS-interface V2.1 son:


184

Para usar las nuevas funciones de los esclavos V2.1 se debe usar una Master V2.1.

Los esclavos 2.0 pueden ser usados con las Masters 2.1.Es posible hacer operaciones entre versiones V2.0 y V2.1.

El scan rate es aun 5 ms si solo se usan 31 esclavos.

Para esclavos V2.1 el cycle time es de 10 ms para 62 esclavos.


185

3162

¿Como funciona el principio de esclavos numerados doble?

Se usan dos esclavos por dirección (sobre nombrados como A y B), e.j 10 A y 10 B.


186

En el primer ciclo se escanean los esclavos A, en el siguiente se escanean todos los esclavos B.

Los esclavos A pueden ser usados sin los B y viceversa.

Un esclavo V2.1 con dirección extendida puede ser programado como A o B según la eleccion del usuario.


187

El esclavo es seleccionado via el cuarto bit de salida (ahora bit selector) .

Por eso es que no hay esclavos V2.1 con 4 salidas


188

a s t e r

SL 1

1

SL 2

2

SL31

31

M a s t e r Calls

S l a v e Answers

SL 1

1

HOST

Master


189

Resumen de caracteristicas AS-interface®

Version 2.0 Version 2.1

Number slaves max. 31 max. 62

Number I/O's 124 I+124 O 248 I + 186 O

Max. cycle time 5 ms 10 ms

Analog value transmission

via function block integrated in the master, up to 124

analog values

Cable length 100m, extension via repeaters up

to 300m

100m, extension via repeaters up

to 300m


190

El perfil de esclavo AS-i El perfil V2.1 AS-i consiste de la configuración

de I/O y tres códigos ID. La configuración I/O indica la dirección de

datos de AS-i ASIC en el esclavo. Durante el direccionamiento automático el

perfil del esclavo es checado para determinar si son identicos al del esclavo que esta siendo reemplazado . ProfileConfiguración I/O Perfil de la formaCodigo ID S-I/O-IDCodigo ID 1 (define usuario)Codigo ID 2


191

Topologías AS-i

Zero-drop Star Trunk/drop

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Loop

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

Slave

MasterHost

MasterHost

MasterHost

Slave

Slave

Slave

Slave

Passive Hub Slave

Slave

Slave

Slave

MasterHost

Slave

Slave

SlaveSlave

SlaveSlave


192

Westlock Controls Intellis Network Monitor

•Especificación AS-i 2.1 vigente (dirección extendida a 62 esclavos por red

•Mas de 12,000 nodos instalados en multiples industrias, incluida petroquimica, alimenticia, farmaceutica mineria y tratamiento de agua.

•Aprovación FM para Clase І, Div. 1, Grupos B, C, & D para Propósito General


193

Módulo APAC•Electrónica encapsulada

•Sensores de límite internos de estado sólido

•4 Entradas/2 Salidas

•Indicación de LED para todas las I/O, Red y estatus de módulo.


194

Indicación de LED´s :Network power present (Verde)Close Limit Switch (Amarillo)Open Limit Switch (Amarillo)Aux 1 Input (Amarillo)Aux 2 Input (Amarillo)Solenoid 1 Output (Rojo)Solenoid 2 Output (Rojo)


195

Opciones :

RotatorioLineal


196

Diagnósticos:LED rojo de falla se prende si falla la conección a mensajeEl LED rojo de configuración del Master se enciende si un esclavo o esclavos no aparecen en la red


197

Aplicasiones Propósito general, NI y General purpose, NI y a prueba de explosión.De resina, aluminio y resistentes a corrosión manufacturados por Westlock.Cuerpos de las solenoides disponibles en diferentes valores de Cv.


198

Aplicasiones a doble bobina. (Falla a última posición).Aplicasiones Dribble Control.Aplicasiones de ESD y sistemas de emergencia.Especialistas en ingeniería y servicio en sitio.


199

Check Your Understanding1. Name a company that was important in

the development of the AS-i protocol.2. How may wires are required to operate an

AS-i network?3. What is the difference between AS-i

Specification 2.0 and 2.1?4. How many slaves can be connected to a

2.0 AS-i network? To a 2.1 network?


200


5. What is the maximum amount of cable that can be installed on an AS-i network without the use of repeaters or an extender?

3. With the use of extenders and/or a repeater what is the maximum amount of cable that can be installed on an AS-i network?


201


7. What is the maximum number of inputs and outputs per AS-i slave in a 2.0 network? In a 2.1 network?

8. What is the Westlock AS-i profile(s) for 2.0 slaves? For 2.1 slaves?

9. Can the profile of an AS-i slave be changed? Can the end-user do this?


202


10. What is the operating voltage of an AS-i network?

11. What topologies are supported by AS-i?12. What is the current consumption of a

Westlock AS-i slave with a single Falcon solenoid energized? What is it without the solenoid energized?


203


13. What is the maximum current allowed on an AS-i network?

14. What products does Westlock offer that allows a drop to be installed on an AS-i network?

15. What is the scan time of an AS-i network?


204


16. If someone asks you if an AS-i network uses vampire connectors do you suggest they:a) Hang garlic around their neck.b) Help them find a wooden stake.c) Answer “Yes” and ask how long a drop they need for each connector.


205



206

DeviceNet esta basado en tecnología CAN.

Controller Area NetworkDesarrollado por Bosch en mitad de los 80´s para un control de redes automotivo.El CAN reemplaza el cableado convencional con una red multi derivaciones consistente de un simple par torcido de cable.


207

Data Frame

Broadcasts 0 a 8 bytes de datos con identificadorArbitración No destructiva• Similar a Ethernet, cada nodo intenta transmitir cuando la red

esta libre.• A diferencia de Ethernet, no hay colisión. El nodo ganador

sigue transmitiendo hasta terminar• Este mecanismo Garantiza que ninguno ni informasión ni

tiempo es perdido.• El valor del identificador define la prioridad durante la

arbitración• No hay dos identificadores iguales

MessageMessageIdentifierIdentifierIn

icio

AckControl DATOS (0-8 bytes) CRC

El mensaje de protocolo CAN


208

Ejemplo de arbitración

0 0 0 1 00000001 xxxx 01EOF

10110110100 0

Nodo 1 Transmite:

Como se vio en el cable:

0 0 0 1 00000001 xxxx 01EOF

10110110100 0

Nodo 2 Transmite:

0 10110111

Nodo 2 pierde la arbitracióny deja de transmitir!

Nodo 2 aun reconoce el mensaje.01

Campo de arbitración


209

Ademas de los mensajes Master/Slave I/O DeviceNet tiene la capacidad de:

Datos I/O en StrobeCambiar el estado de datos I/O, actualización de esclavos sin solicitud al cambiar los datos Datos cíclicos I/O, actualizaciones no solitadas de esclavos a intervalos de tiempo Tiempo de sacn tipico de I/O 10 a 30 ms


210

Mensajes en las redes

Multi-master

Cyclic

Strobe Change-of-State

Multicast

Point-to-Point

Peer to Peer

Polling

Broadcast

ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'<--

F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F10

PanelView 550

< >^

v


211

Mensajes I/O en Polling

CTLR1CTLR1 HMIHMI

Drive1Drive1SensorSensor Drive3Drive3Drive2Drive2

ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'<--

F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F10

Panel View 550

< >^

v

Polling

CTLR2CTLR2


212

Mensajes I/O en Strobe

CTLR1CTLR1 HMIHMI


ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'<--

F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F10

Panel View 550

< >^

v

Strobe

CTLR2CTLR2


213

Mensajes I/O en Change-of-State

CTLR1CTLR1 HMIHMI


CTLR2CTLR2ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'<--

F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F10

Panel View 550

< >^

v

Change-of-State


214

Mensajes I/O en Cyclic

CTLR1CTLR1 HMIHMI

Drive1Drive1TemperatureTemperatureSensorSensor Drive3Drive3Drive2Drive2

ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'<--

F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F10

Panel View 550

< >^

v

Cyclic

Cyclic Rate100ms

Cyclic Rate200ms

Cyclic Rate50ms

Cyclic Rate25ms

CTLR2CTLR2


215

Mensajes Point-to-point

CTLR1CTLR1 HMIHMI


ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'<--

F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F10

Panel View 550

< >^

v

Point-to-Point

CTLR2CTLR2


216

Mensajes en Multi-master

CTLR1CTLR1 HMIHMI


ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'<--

F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F10

Panel View 550

< >^

v

Multi-master

CTLR2CTLR2


217

Mensajes I/O en Multi-cast

CTLR1CTLR1 HMIHMI


ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'<--

F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F10

Panel View 550

< >^

v

Multicast

CTLR2CTLR2


218Broadcast

CTLR1CTLR1 HMIHMI


ALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'<--

F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F10

Panel View 550

< >^

v

Mensajes I/O en Broadcast

CTLR2CTLR2


219

Peer to Peer

CTLR1CTLR1 HMIHMI



7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'<--

F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F10

Panel View 550

< >^

v

Mensajes I/O en Peer-to-Peer


220

CTLR1CTLR1 HMIHMI



7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'<--

F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F10

Panel View 550

< >^

v

Mensajes I/O Hibridos

Multi-master

Cyclic

StrobeChange-of-State

Multicast

Point-to-PointPeer to Peer

Polling

Broadcast


221

Máximo número de nodos por bus

PLC

64

1 23

0

Direcciones 0 - 63


222

Una red apropiadamente diseñada tendra un máximo de 62 nodos instalados:

La dirección 0 sera el scanner (Master).Las direcciones 1-61 pueden ser usadas para direccionar los esclavos.La dirección 62 estara reservada para una interfase de configuración.La dirección 63 estara reservada para dispositivos que pueden solo ser direccionados vía bus, su dirección de default sera 63.

Recuerde


223

Baud Rate, seleccionable

125 Kbd250 Kbd500 Kbd 110100101PLC


224

Máxima longitud de lazo Baud Rate dependiente

Mientras más alto el Baud Rate, mas corta la red

PLC500 m @ 125 Kbd250 m @ 250 Kbd100 m @ 500 Kbd

500m @ 125Kbd, 250m @ 250Kbd and 100m @ 500Kbd


225

Calculando la distancia máxima distancia de línea principal.


226

Calculando la máxima distancia de linea principal


227

Configuración física del cable redondo


228

Configuracion física del cable plano


229

Colores de cable DeviceNet

Wire Color

Wire Identity

Usage Round

Usage Flat

White CAN_H Signal Signal

Blue CAN_L Signal Signal

Bare Drain Shield n/a

Black V- Power Power

Red V+ Power Power


230

Para cable redondo y plano Clase 2, su código nacional y local puede no permitir el uso pleno de la capacidad del sistema.

Por ejemplo, en los Estados Unidos y Canada, las fuentes de poder que se usan con cable redondo deben ser Calse 2 (100 VA) listado en el codigo NEC y CE. La corriente total permisible en cualquier sección de cable redondo Clase 1 no debe exceder 4A.

El uso de cable redondo Clase 1 y cable plano permiten incrementar la corriente a 8A y el uso de fuentes de poder Clase 1 .

Importante:


231

Máxima corriente de bus.

4 o 8 A

8 amps con cable redondo o plano NEC Clase 1 (1000VA)

4 amps con cable redondo o plano NEC Clase 2 (100VA).


232

Tensión de operación

11 – 25.5 Vdc


233

Recuerde

La longitud de las derivaciones dependen del Baud RateTambién hay una máxima distancia de derivación para cada derivación que es 6 m

Longitud de derivaciónBaud Rate 125K 250K 500KMáximo 6m 6m 6mAcumulado 156 m 78m 39m


234

Note que la máxima distancia entre tronco y cualquier esclavo es ≤ 20 m.


235

Las derivaciones de cable redondo estan limitadas a 3A máximo, dependiendo de la distancia. La corriente máxima disminuye al incrementarse la distancia.

Long de derivac. Corriente permit.1.5 m (5’) 3 A2m (6.6’) 2 A3 m (10’) 1.5 A4.5 m (15’) 1 A6 m (20’) 0.75 A


236

Terminar el bus a los extremos del tronco.


237

DeviceNet usa archivos EDS para asistir la configuración

Provistos por la OEM, los EDS contienen las especificaciones del dispositivo que la herramienta de configuración usa para asistir en la configuración del dispositivo a la red dando pantallas informativas que guian al usuario a través de los pasos necesarios para configurar el aparato.

Recuerde


238

El uso de EDS automatiza mucha del proceso de calibración de un dispositivo.


239

Llave electronica EDSEncriptada en cada dispositivoUsada por la herramienta de configuración para identificar y enlazar un EDS especifico del dispositivo en el busLa llave debe coincidir exactamente al EDS

Una diferencia menor de revisión de parametros resultara en un error no-fatal


240

Llave electrónica EDSParametro Westlock Specific ValuesVendor ID 244Vendor Name Westlock Controls Corp.Device Type 7Device Type String Gen. Purpose Discrete I/OProduct Code 11Major Revision 1Minor Revision 1Product Name WCC_6/2


241

050: " VendCode = 244; $ Westlock Controls "

051: " VendName = "Westlock Controls Corporation"; "

052: " ProdType = 7; "

053: " ProdTypeStr = "General Purpose Discrete I/O"; "

054: " ProdCode = 11; "

055: " MajRev = 1; $ Device Major Revision "

056: " MinRev = 1; $ Device Minor Revision "

057: " ProdName = "WCC 6 Input / 2 Output Valve Monitor Controller"; "

058: " Catalog = "1953-WLC"; "

059: "$ SerNum = "33954131"; "

060: "$ Comment = "Pneumatic Valve Control Module"; "

Extracto de el EDS actual de DPAC y ZR-D


242

©1998 ODVAAn Overview of

Typical Sealed-Style Physical Media

Multiport Taps

Tee Taps

Trunk line segments -molded mini-connectors

Drop lines - molded connectors - 0 to 20 ft. - mini or micro at device

Field Installabletrunk lineconnectors

NodeNodeNode

NodeNodeNodeNodeNodeNode

NodeNodeNode

NodeNodeNode NodeNodeNode

NodeNodeNode NodeNodeNode NodeNodeNode


243

©1998 ODVAAn Overview of

IDC Module Tap& Flat Wire

Module Top

Flat Media with InsulationDisplacement Connectors

Two retentive screws for driving blades through cable

“Snap-on” connection

Mechanically-keyed4-wire flat cable

Four through-holes(only two shown) for mounting entire assembly


244

Especificaciones del cable plano


245

La longitud máxima del bus para el cable plano es distinta al cable redondo

Baud Rate dependienteMientras más alto sea el Baud Rate más corta sera la red

PLC420 m @ 125 Kbd200 m @ 250 Kbd75 m @ 500 Kbd

420m @ 125Kbd, 200m @ 250Kbd and 75m @ 500Kbd


246

Recuerde

Las especificasiones para derivaciones son las mismas que para cable planoLa distancia de las derivaciones dependen del Baud RateTambien hay una maxima distancia de derivación para cada una y es 6 m

Longitud de derivaciónBaud Rate 125K 250K 500KMáximo 6m 6m 6mAcumulado 156 m 78m 39m


247

Especificasión de conectores

DeviceNet


248

•Pruebas de conformidad ODVA

•Más de 20,000 nodos instalados en multiples industrias incluidas la petroquimica, alimenticia, farmaceutica, mineria y tratamiento de agua.

•Aprovaciones FM para Clase І, Div. 1, Grupos B, C, & D para Propósito General

Partner


249

Modulo Dpac•Electronica encapsulada

•Sensores internos de estado solido

•4 Entradas/2 Salidas

•LED de indicasion para todas las I/O, Red y Status de modulo.


250

Topologías soportadas


251

Indicasión de LED´s :Module/Network health (Rojo/LED verde)Close Limit Switch (Amarillo)Open Limit Switch (Amarillo)Aux 1 Input (Amarillo)Aux 2 Input (Amarillo)Solenoid 1 Output (Amarillo)Solenoid 2 Output (Amarillo)


252

Opciones :

RotatorioLineal


253

Diagnósticos:Led de red Destellando (rojo) si se descordina el mensajeLED rojo encendido (NET LED) si hay una dirección duplicadaLED rojo encendido (MOD LED) si hay una falla del procesadorLED verde encendido (MOD/NET LED) si hay operación normal


254

Aplicasiones Propósito general, NI y General purpose, NI y a prueba de explosión.De resina, aluminio y resistentes a corrosión manufacturados por Westlock.Cuerpos de las solenoides disponibles en diferentes valores de Cv.


255

Aplicasiones a doble bobina. (Falla a última posición).Aplicasiones Dribble Control.Aplicasiones de ESD y sistemas de emergencia.Especialistas en ingeniería y servicio en sitio.


256



257

Decisiones de infraestructuraLa especificasión original FF define los segmentos H1 y H2

H1 fue concevido como un reemplazo digital para el 4-20 mA de campo para instrumentos H2 consevido control y adquisicion de datos

H2 reemplazado por HSEHSE es High Speed Ethernet

La especificasión final de H1 fue lanzada en Agosto de 1996 mientras la especificasión final de HSE fue lanzada en abril de 2000


258

El Aplication Layer definido de Fieldbus Foundation esta basado en Funciones de bloque.


259

Decisiones de infraestructuraEl canal relaciona el Hardware del mundo real con la funcionalidad de los FB(s) asociados.


260

Descarga de la aplicasión de control a un dispositivo de campo

Point to Point

HSE

LD

H1

PA

H1 Bus Monitor

HSE/Profibus Gateway

PA

Operator Interface Asset Management

Engineering Station


261

Segmento de lazo sensillo

Conventional Tx

Smar

Yokogawa

Rosemount

Endress &Hauser

Honeywell

J.B withTerminators


262

Cableado convencional vs Fieldbus

4-20 mA

I.S.I.S.I.S.I.S. I.S.I.S.

FieldJ.B.

CONTROLLER

I.S. = Intrinsecamente seguroAI = Entrada análogaAO = Salida analogoPID = Control Proporcional Integral Derivativo

SubsistemaI/O

DCS actual

I.S.I.S.

FieldJ.B.

ImplementaciónFieldbus


263

Localización del ControlHost Fieldbus

I.S.I.S.

Fieldbus

I.S. = Intrinsicamente seguroAI = Entrada analoga AO = Salida analogaPID = Proportional Integral Derivative Controller

DCS con AMS

4-20 mA+ HART

HFHF

I.S.I.S.I.S.I.S. I.S.I.S.SistemaAMS

HFHF HFHF

Controller

SubsistemaI/O


264


PLC

32

1 23

0

Las direcciones son autoasignadas por la interfase H1


265

La especificasión FF establece que 32 esclavos pueden ser instalados en un bus sensillo. EN REALIDAD:

Todas las interfases H1 con OEMS limitan el numero máximo a 16En la practica el numero es entre 6 - 10En instalaciones IS el numero se reduce a 4 – 5

A-B desarrolla una interfase H1 para la plataforma del ProcessLogix y una mejorada ControlNet para enlazar FF para la plataforma ControlLogix que soportara hasta 30 dispostivos por segmento H1.

Recuerde


266

Baud Rate31.25 Kbd

110100101PLC


267

Máxima longitud del busBaud Rate dependiente del tipo de cable

Para distancias máximas se debe usar el cable tipo A

PLC1900 m


268

Máxima corriente en el bus.

4 a 8 A

4 amps con cable redondo o plano NEC Clase 2 (100VA).8 amps con cable redondo o plano NEC Clase 1 (1000VA)

Usualmente la máxima corriente es medida en mA pues la mayoría de los dispositivos consumen aproximadamente 20 mA


269

Máxima corriente en el bus.

4 amps con cable redondo o plano NEC Clase 2 (100VA).8 amps con cable redondo o plano NEC Clase 1 (1000VA)


270

Foundation Fieldbus de Westlock

http://easydeltav.com/index.asp


271

El modulo NetPac ofrece electronica completamente encapsulada, fácil terminación a la red y I/O externas y estatus de I/O con LED´s asi como monitoreo de red y modulo.

FPAC


272

Topologías soportadas:

Bus con derivaciones

Arbol o pata de pollo

JunctionBox

Control Highway

Margarita

Punto a punto


273

Suministro:9 a 32 Vdc, insensible a polaridad

Consumo:24mA con piezo solenoide32mA con solenoide XP

Rango de temperatura :(-)40°C a (+)85°C usando bobina XP(-)20°C a (+)60°C usando piezo bobina


274

Indicasión de LED´s :Estado de la comunicasion unidad/bus (LED verde destellando)Close Limit Switch (Amarillo)Open Limit Switch (Amarillo)Aux 1 Input (Amarillo)Aux 2 Input (Amarillo)Solenoid 1 Output (Amarillo)Solenoid 2 Output (Amarillo)


275

Opciones :

RotatorioLineal


276

Intrinsically Safe:Aprovación en tramite

Funciones de bloque:Bloque fuenteBloque transductor6 bloques de entradas discretas4 bloques de salidas discretas

Tiempo de ejecusion de Funciones de Bloque:

60mS each


277

Switch de CalibraciónPermite facil ajuste de los switches en la instalación

RB, TB deben estar OOS y el parametro Cal_Switch debe estar abilitado para que el switch sea operativo

El switch es opcional

Sensor de temperaturaLimites configurables de alarma superior e inferior


278

Tarjeta preconfigura Delta-V disponibleValor seleccionable de corriente minima para aplicasiones IS

El usuario puede desabilitar los LED´s de I/O y ajustar la corriente minima a un total de 18 mA

Candado anti escrituraPreviene que el bus pueda escribir en el dispositivo


279

Diagnósticos:Tiempo de ciclo apertura con timer watchdogTiempo de ciclo de cierre con timer watchdogCycle Count Alarm - Ajustable por el usuario para alarmas de mantenimiento predictivoCycle Count – Operación total del dispositivo


280

Tendencia de datosEl Fpac acepta 17 tendencias de proceso y variables de diagnóstico

Canal DI para señal enmascarable por el usuario

Permite enlazar las alarmas seleccionadas a un bloque de funciones

UDC Salida booleana configurable


281

Proposito general, NI y a prueba de explosión.Las bobinas XP tienen rangos de temperatura de (-40°C a 85°C) comparadas contra -20°C a 60°C de las piezo operadas.Las bobinas XP tienen un orificio de piloto que las piezo operadas dando mejor fiabilidad. Resina, aluminio y resistentes a corrosión.


282

Solenoides en varios Cv´s y materiales.LAS disponibles como opción.Aplicasiones a doble bobina. (Falla en ultima posición)Aplicasiones Dribble Control.Aplicasiones ESD y sistemas de emergencia.Ingeniería y servicio en campo.


283



284

Máximo número de esclavos por NIM de 1,000. 10 redes de 100 esclavos.

Direcciones validas 0 – 99.

PLC


285

Los esclavos Westlock Modbus solo operaran cuando se conecten a la NIM.

Hay dos protocolos Modbus, RTU y ASCII.La Network Interface Manager (NIM) se comunica con el Host vía Modbus RTU.Modbus esta limitado (Especificasión RS-485 ) a 32 dispositivos por segmento de bus.La NIM es un gateway que traduce Modbus RTU a un Modbus modificado que usa para comunicarse con los esclavos Westlock.

Recuerde


286

Los esclavos Westlock Modbus solo operaran cuando se conecten a la NIM.

Este Modbus modificado permite 100 esclavos ser conectados en un solo segmento del bus.Los dispositivos estandar de Modbus no pueden ser conectados a la red de campo.Modbus Direct es un esclavo Westlock que no habla Modbus RTU y es interoperable con todos los dispositivos Modbus RTU.

Recuerde


287

El Modbus de Westlock soporta topología de lazo.

Esto permite al bus ser roto en un punto sin perder la comunicasion con los esclavos.

Recuerde


288

Baud Rate9.6 Kbd

110100101PLC


289

Máxima longitud del lazoPara maximas distancias debe usarse cable Belden 9182 o equivalente.

PLC1000 m


290

Máxima corriente de lazo.

8 A

8 amps con cable apropiado NEC Clase 1 (1000VA).


291


18.0 – 30.0 Vdc


292

DiagnosticosAlarma de temperaturaAlarma de bus abierto A o BEntradas auxiliares configurables por el usuario incluso como alarmasTiempos Breakaway, travel y cycle

Slew Alarm configurable

Contador de ciclosAlarma configurable de contador de ciclos


293

VER TAMBIEN TUTORIAL TELANETICS


294

Edit valve valve add & logical add

Network Details Window


295

Inicio y retorno de red

3 cables de comunicasion NIM Communication Wires

For One NetworkAH AL AS BH BL BS

INICIO RegresoDe RED De Red

22 18

1

5

49

1 2

3 5

4Dir. Válvula. ROJODir Lógica. NEGRO


296

Edit valve valve add & logical add

Note que las direcciones de las válvulas no estan en orden secuencial


297

Entradas auxiliares definidas por el usuario


298

Red Online

Red Offline


299

Valvulas 0 y 3 estan cerradas. Valvulas 1 y 2 estan abiertas


300

Valve details screen

Pantalla Detalles de válvula


301

Slew graph


302

Breakaway Time- Tiempo transcurrido desde que el FNM recibe el comando para energizar la solenoide y el correspondiente limits switch en abrir.Travel Time- Tiempo transcurrido desde abrir un limit hasta el cierre del limit contrario.Cycle Time- Suma del Breakaway Time y el Travel Time (tiempo de viaje de la válvula desde la recepcion del comando).

Definiciones


303



304


PLC

126

1 23

0

Direcciones 0 - 125


305

Definiciones

Segmento de bus – una porción del bus que esta galvanicamente aislada de cualquier otra porción del bus.

En FF la palabra segmento se usa alternadamente con la palabra bus y la definicion arriba no aplica


306

Profibus DP usa segmentos para:Extender las redes mas aya del máximo permitido como longitud máximaSe instalan mas de 32 dispositivos por segmento

(incluidas Repetidoras) en el busProfibus DP utilisa un Physical Layer RS-485 que limita el número de elementos en el bus a un máximo de 32.

Recuerde


307

ReglasCada segmento tiene un maximo de 32 estaciones o nodos (incl. Repetidoras/OLM)El primer y último segemento pueden tener 31 estacionesLos segmentos intermedios tienen 30 estaciones máximoEl número total de estaciones no debe exceder de 126 incluyendo la Master

Recuerde


308

Estructura de segmento con terminación

Repetidora o último dispositivo

...

Terminación “on” (usualmente siempre que un solo cable esta conectado a un dispositivo la terminación debe estar en “on”)

Recuerde

PLC


309

Repetidora 1

... Unión a segmento

(Segmento sin estaciones)

...Branch segments

...

Interfase para fibra optica

Max. Numero de repetidoras en cascada: 9 ROJO = Terminacion “on”

PLC

Repetidora

1-30 estaciones + la Master

Repetidora 1/ Segmento 1 + 30 max. estaciones+ Master = 32 nodos totales que es

el máximo permitido por segmento

Recuerde

Segmento 1

Segmento 21-29 estaciones

Repetidora 1/ Segmento 2 + 29 estaciones max. + Repetidora 2/ Segmento 2 = 32 nodos totales

que es el máximo permitido por segmento

Repetidora 2


310

Baud Rate, seleccionable9.6 Kbd19.2 Kbd93.75 Kbd187.5 Kbd500 Kbd1.5 Mbd3 Mbd6 Mbd12 Mbd

110100101PLC


311

Máxima longitud del bus en pies

Baud Rate dependiente

Mientras mas alto sea el Baud Rate mas corta la red

Baud Rate Maxima longEn pies

9.6K 390019.2K 390093.75K 3900187.5K 3250500K 13001.5M 6503M 3256M 32512M 325


312

Baud Rate Máxima longEn metros

9.6K 120019.2K 120093.75K 1200187.5K 1000500K 4001.5M 2003M 1006M 10012M 100

Máxima longitud del bus en metros

Baud Rate dependiente

Mientras mas alto sea el Baud Rate mas corta la red


313

Maxima corriente de bus.

8 A

8 amps con cable redondo o plano NEC Clase 1 (1000VA)


314


18 – 30.0 Vdc


315

Topologías

Profibus DP SOLO soporta topología tipo Zero Drop

A Baud Rates menores a 500 Kbd, los spurs pueden ser usados pero no es muy bueno hacerlo


316

Profibus usa archivos GSD para asistir la configuración

Provistas por la OEM es informasion especifica del dispositivo para ser usado por la herramienta de configuración para asistir en la configuracion del dispositivo en la red

Recuerde


317

Westlock Controls is the bus solutions provider

Comunicaciones Industriales

Documents