Comunicaciones industriales

COMUNICACIONES

INDUSTRIALES

INTRODUCCIÓN

Nayibe Chio Cho

CONTENIDO

• Proceso de comunicación

• Sistema de comunicación industrial

• Entorno CIM

• Redes de comunicación

• Modelo OSI

• Niveles de comunicación industrial

• Normatización

Proceso de comunicación

EMISOR RECEPTOR

Medio de transmisión

EMISOR RECEPTOR

Medio de transmisión

• EMISOR : fuente generadora de la información

• MEDIO DE TRANSMISION : por el que se emite la información

• RECEPTOR : recibe la información

CONTENIDO



• Entorno CIM


• Modelo OSI


• Normatización

Sistema de comunicación

industrial

Computador Autómata programable

Autómata programable Instrumentos del proceso

• Comunicación basada en señales analógicas

• Neumáticas 3 a 15 psi

• Electrónicas 4 a 20 mA

• Cada variable se transmite por un par de hilos

• Conexión de gran número de controladores y componentes + distancias

elevadas + supervisión, control, explotación y almacenamiento de la

información, aumenta la información , las variables se transmiten por medio

de un cable de comunicación llamado BUS

• Control de la planta o la explotación de los datos

el medio utilizado es el computador y las tarjetas

específicas de control y comunicación (Hardware)

• En software se utiliza el SCADA (Supervisory

Control and Data Acquisition) : supervisión,

control y adquisición de datos, basados en redes

de comunicaciones de datos y base de datos

Sistema

SCADA

Instrumentos

Pantallas de operador

Sistemas de seguridad

Controladores

Sensores

Equipos de transmisión

Forma del control de

PROCESOS

DISTRIBUIDOS

CONTENIDO



• Entorno CIM


• Modelo OSI


• Normatización

Entorno CIM

• CIM : Computer Integrated manufacturing, Fabricación

integrada por computador

• Tiene definidos tres grupos :

– Procesos de fabricación integrados por medio de

tecnologías

– Distribución de jerarquías : dispositivos distribuidos en

niveles según sus tareas

– Agrupamiento, procesamiento, control y difusión de la

información

TECNOLOGIAS DESCRIPCION

Electrónica Se hace control por computador

jerarquizado y distribuido.

Mecánica Se realiza el ensamblado de distintas

partes de los productos de producción,

para llegar a un producto,

Información La información llega por distintas partes

de la fábrica : gerencia, ingeniería,

contabilidad, almacén, compras, planta

etc.

Integración en un sistema CIM

• Las tecnologías en el entorno CIM son :

Diseño asistido por computador

(CAD/CAE : Computer Aided Design/Computer Aided Engineering)

Fabricación asistida por computador

(CAM : Computer Aided Manufacturing)

Control numérico (CNC) y Robótica

Instalaciones industriales

Sistemas de planificación, supervisión y control de la fabricación

Manipulación y transformación automática en materiales

Informática y computadores

Telecomunicaciones

• El objetivo al aplicar un sistema CIM es :

Gestión de almacenamiento

• Se busca que el flujo de información llegue

desde el sensor el cual se encuentra

conectado a una máquina, hasta el nivel más

alto de dirección en la fábrica

• Los niveles de integración en el entorno

CIM son :

NIVEL DESCRIPCION

Empresa Los datos de nivel inferior ayudan a realizar los procesos

automáticos de productividad, planificación (plazos de entrega,

costos, gestión administrativa, recursos humanos e investigación y

desarrollo).

Coordinación de la corporación.

Fábrica Control operativo de la productividad de la planta o fábrica (datos de

producción, estadísticas, compras, mantenimiento, inventario,

ventas).

Computadoras con alto rendimento

Área Coordinación de los elementos de control del local. Almacena

variables de proceso. Coordina transporte, programas de fabricación.

órdenes de trabajo, líneas en curso y calidad.

PLC de gama alta. CNC y robots.

Local Elementos que realizan el mando y control de una máquina. Se

agrupan en este nivel : PLC, instrumentación, HMI.

Máquina Máquinas y elementos productivos y elementos básicos del mando

control y accionamiento (Sensores – actuadores).

GATEWAY

SENSORES -ACTUADORES

Ethernet con TCP/IP

(Oficina)

Bus de campo

Profibus, FIP,

(Celda)

Bus sensor

actuador:

CAN,

Interbus-S,

(Máquina)

Ethernet con

TCP/IP o MAP

(Fábrica)

PUENTE

CONTENIDO



• Entorno CIM


• Modelo OSI


• Normatización

Redes de comunicación

• Elementos de una red

– Líneas de transmisión : transporta la

información entre los elementos

– Estaciones : elementos conectado a la red de

comunicación

– Nodos : cada estación unida a otra subred por

medio de un nodo. Encargado del

encaminamiento o conmutación de la

información a través de la red

ANILLO

ESTRELLA

BUS

ARBOL

MALLA

CONTENIDO



• Entorno CIM


• Modelo OSI


• Normatización

Modelo OSI

• Modelo OSI : Opening System

Interconnection, conexión de sistemas

abiertos. Planteado por la ISO (International

Standards Organization)

– Organización en niveles o capas

– Utilización de un protocolo para la

comunicación entre niveles

Número Nivel Objetivo

1 Físico Transmisión de bits. Características eléctricas y

mecánicas. Métodos para especificar los flujos de

intercambio de bits en el medio físico

RS232,RS422,RS485

2 Enlace de datos Formato de trama. Mantenimiento del enlace

(establecimiento, liberación y transferencia de

datos). Detección de errores.

3 Red Encaminamiento de datos por una red. Prestaciones

de la red a los datos que se transmiten. Resolución

de la congestión

4 Transporte Intercambio de datos entre extremos. Optimiza la

calidad de los servicios del nivel de red

5 Sesión Control del diálogo entre las aplicaciones de los

extremos

6 Presentación Formato y transformación de datos entre las

aplicaciones

7 Aplicación Aplicaciones distribuidos específicas y su gestión

CONTENIDO



• Entorno CIM


• Modelo OSI


• Normatización

Niveles de comunicación

industrial

• Los niveles básicos son :

NIVEL DESCRIPCION

FABRICA Gestión de producción y procesos. Supervisión y

control

CELDA Grupos de máquinas, manipuladores, CNC,

robots, coordinación, supervisión y control

CAMPO Máquina aislada : coordinación, sensores,

actuadores, control

• El bus de campo :

– Comunicación de máquina (redes de

dispositivos accionador y sensor)

– Cuando se trata sobre una red o sistema de

control con comunicación industrial que

compone los dispositivos que realizan el control

y los dispositivos insertados en máquina

(sensores y accionadores)

– Redes industriales : incluyen el nivel de campo

y celda

CONTENIDO



• Entorno CIM


• Modelo OSI


• Normatización

Normatización

• ANSI : American National Standards

Institute. Instituto para la normalización.

Miembro del ISO

• EIA : Electronics Industries Asociates

– RS232C : comunicación serie

– RS422A : características eléctricas de circuitos

de interfaz de tensión equilibrada

– RS485 : estándar para la comunicación entre

dispositivos y terminales de datos, que utilizan

comunicación serie a dos hilos, permiten enlace

multipunto e incluyen circuitos de interfaz

digital de tensión equilibrada. Es uno de los

estándares de conexión utilizando en el bus de

campo PROFIBUS

• IEEE : Institut of electrical and electronic

engineers, instituto de ingenieros eléctricos

y electrónicos.

– IEEE-488 : bus industrial. Interconexión e

integración de instrumentos (monitores,

controladores)

• Norma Internacional

– 1985 Formación comitès : ISA SP50,IEC

TC65/SC65C , objetivo creación de standard

fieldbus

• CENELEC (TC65CX) y CEN TC 310

– 1996 norma EN 50170 compuesta por un conjunto

de perfiles sin compatibilidad entre si :

• Parte 1 :. P – Net

• Parte 2 : Profibus

• Parte 3 : FIP

• Parte 4 : FOUNDATION (BS)

– EN 50254

• High Efficiency Comunnications Suybsytems for

small data packets

• Incluye Asi, Interbus, Profibus DP, DWF (Device

World FIP)

• Tipos de norma IEC

– Foundation Fielbus

– ControlNet (ControlNet, Ethernet/IP)

– Profibus (DP y FMS)

– P-NET (multipoint, point to point)

– Foundation Fielbus HSE

– SwiftNet (OpenAL, real Time AL)

– WorldFIP (mpsY mcs, SUBSETmms, part of

MPS)

– Interbus (generic, extended, reduced 6/2)

[email protected]

Comunicaciones industriales

Technology

Transcript of Comunicaciones industriales