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RedesIndustriales
Investigación:Redes de área local y
buces de campoIntegrantes :
Isaac Saldaña ArroyoJosé Luis Medina Ortega
Alejandro González Martínez
Alan Ríos RomeroRafael
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Redes de área local
Una red es un sistema de comunicación dedatos que enlaza diferentes computadores y periféricos.
Una red de área local está compuesta porequipos conectados mediante un conjuntode elementos de software y hardware.
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Los elementos para la conexión de losequipos son:
Hardware
El soporte físicointerconexióEl tomacorriente
El transceptor
La tarjeta de red
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Topologías de red de área local
Es un método de acceso estándar entre los equipos para intercambian dato
Estrella Anillo
Bus
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Protocolos
Un protocolo es una descripformal de un conjunto de re y convenciones.
Los protocolos determinan el formato, lasincronización, la secuenciación y el control deerrores en la comunicación de datos.
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Modelo OSI
El modelo OSI no garantiza la comunicación entreequipos pero pone las bases para una mejorestructuración de los protocolos de comunicación.
Tampoco existe ningún sistema de comunicacionesque los siga estrictamente, siendo la familia deprotocolos TCP/IP la que más se acerca.
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En las redes industriales se distinguen 2modelos o estándares que se ubican en losniveles 2 y 3 de la pirámide de redindustrial.
Estos estándares son:•MAP.
•Ethernet Industrial (el medio físico y elcontrol del acceso al medio).
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General Motors y la IEEE crearon el prMAP con el fin de:
Acabar con las “islas de automatización
Incorporar sistemas de control compatibles con MAP, fabricantes dCNC y robots
MAP
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Características de MAP
• MAP no cubre el nivel de bus de campo (estación y proceso).Lo considera un nivel inferior que se integra en la red mediante disposinteligentes (PLC, PC,…)
• Estos dispositivos dispondrán de una conexión de enlace con MAP directama través de otro dispositivo.
• Incluye los niveles de red, transporte, sesión y presentación.
• Es excesivamente costoso y complejo para pequeñas y medianas aplicacSobre todo para la interconexión de pequeños controladores a nivel industri
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Ethernet industrial
Es una red de fábrica basestándares industriales 802.3).
Optimizada para las exigenla industria y una red de
para la técnica de automatse basa en tecnología IT baInternet contiene protococomunicación estándar pa y/o TCP/IP.
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• El protocolo Ethernet tiene componentes idóneos diseñados para la induredundancia de alta velocidad para disponibilidad ampliada.
• Redes de alta potencia para campos de celda y manejar altas prestaciones cMbit/s para muchos participantes y grandes distancias.
• Contiene base para soluciones IT, Innovador y orientado hacia el futuro ycubrir grandes distancias como:
• LAN: con tecnología de Switching hasta 200 km.
• WAN: en todo el mundo mediante protocolo TCP/IP.
Características de Ethernet
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Buces de Campo
El bus es el medio que permite conectar diferentes equipos de modo tal qpuede transmitir varias señales en la misma línea, todos los dispositivos puintercambiar datos entre si, y en cualquier momento se puede realizaampliación.
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En un bus de campo lo que se desea tener es:
• Comunicación completa desde elnivel actuador/sensor hasta elnivel más alto de red.
• Elementos para selección porniveles de los sistemas decomunicación: Ethernet,PROFIBUS, AS-Interface, EIB.
• Adaptación óptima de lastopologías de red para losrequerimientos de la instalación.
• Estándares industriales abiertos einternacionales para las interfaces
y los protocolos de comunicación.
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Diferencia entre una red sin y con instalación de Buses de camp
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Elementos principales con los que cuenta el bus:
Nodos: Son los elementos esenciales del bus.
Activos: son nodos que pueden actuar como maestro del bus, tomaenteramente el control del bus.
Pasivos: son nodos que únicamente pueden actuar como esclavos ytienen capacidad de control sobre el bus.
Repetidores: Son simples transceptores bidireccionales para regenla señal (amplificadores).
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Características de los buses de campo:
Muchos elementos.
Muchos fabricantes de componentes.
Tiempo de respuesta rápidos y determinísticos.
Alto nivel de fiabilidad en las comunicaciones.
Naturaleza crítica del proceso.
Integración con redes de otros niveles.MAP, TCP/IP.
Flexibilidad de gestión y monitorización de red.
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Características de algunos buses de campo
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Ventajas Desventajas
Minimización del cableado.Reducción costes.
Facilidad de instalación (cable único). Reducción del tiempo de
mantenimiento. Planos eléctricos más sencillos. Añadir o quitar elementos en
funcionamiento. Facilidad de diagnóstico de los
problemas. Interfaces abiertas normalizadas.
Bajo precio de los componentes.
Necesidad de conocimientossuperiores.
Inversión de instrumentación accesorios de diagnostico.
Costos globales inicialmentesuperiores.
Ventajas y Desventajas de los buses de campo
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Para realizar una comunicación en el nivel de campo requerimo
Sistema robusto y resistente al ambiente industrial.Requisitos temporales críticos, transmisión de los datos d
proceso en tiempo real (determinística), en forma cíclica
Comunicación de datos de diagnostico, parámetros y
mensajes transmisión a cíclica, según demanda.Facilidad de instalación y mantenimiento.
Reducción de costos por: instalación, mantenimiento y modificación.
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Conexión en el bus
BITBUS es el más difundido en todo el mundo , es maestro/esclav
admite como máximo 56 esclavos , el telegrama puede transmitir ha bytes de dato.
PROFIBUS ( process field bus ) es el estándar europeo en tecnolo buses, se encuentra jerárquicamente por encima de ASI y BITBUS, t
según procedimiento híbrido token passing, dispone de 31 particihasta un máximo de 127.
FMS ( Fielbus Message Specification ) bajo las especificaciones de 19245 T1+T2 es considerada como la solución universal para aplicade bus de campo de propósitos generales.
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Conexión en el bus
• DP estándar DIN E 19245 T3, para aplicaciones de bajo costo en
sensor / actuador. Es especial para transmisión de mensajes
transferidos a alta velocidad , para 32 nodos y 200 m de red 1,5 M
que resulta en un intercambio de 1000 bit de datos de sensor/ act
e menos de 10 ms.
• PA estándar DIN E 19245 T4 para aplicaciones de control en proquímicos, donde se deben tener precauciones de explosión e incend
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Cableado DP/PA
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Esquema de comunicaciones en una Red Profibus multimaestro
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Existen 3 niveles de comunicación que son:
Profibus.- Bus de campo para
cable de cobre, infrarrojos oF.O., aplicaciones de nivelmedio y distancias de hasta150km.
Ethernet.- Bus de nivel superiorcon cable coaxial, ITP o F.O.,
aplicaciones de nivel altoempleado para grandesdistancias.
Interface AS-i.- Bus de campode 2 hilos para aplicacionessencillas y distancias reducidas.