Tema 1 1 Red Global(1)
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7/25/2019 Tema 1 1 Red Global(1)
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Tema 1
1 Modelos, protocolos, topologas, planeacin, medios
de transmisin de redes, cableado estructurado y
equipamiento de interconexin.
1.1 Red global de telecomunicaciones (contexto industrial) 1.2 Protocolos de redes de comunicacin.
1.3 Topologas y medios de transmisin de redes
1.4 Equipo de interconexin de redes
1.5 Planeacin de una red
1.6 Estndares de cableado estructurado
Objetivo: Aprender los modelos, protocolos y topologas msrepresentativos de las redes de comunicacin as como
equipamiento de interconexin, planeacin, medios de transmisin
y cableado estructurado Definir una red de control.
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1.1 Red global de
telecomunicaciones
Objetivo: Entender el panorama de la red global de
telecomunicaciones en el contexto industrial.
UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES consiste en una
infraestructura fsica a travs de la cual se transporta la informacin
desde la fuente hasta el destino, y con base en esa infraestructurase ofrecen a los usuarios los diversos servicios de
telecomunicaciones.
Para recibir un servicio de telecomunicaciones, un usuario utiliza un
equipo terminal a travs del cual obtiene entrada a la red por medio
de un canal de acceso.
Cada servicio de telecomunicaciones tiene distintas caractersticas,
puede utilizar diferentes redes de transporte, y, por tanto, el usuario
requiere de distintos equipos terminales.
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Telecomunicaciones: Comunicacin de Informacin por medios
electrnicos, generalmente a cierta distancia. Se puede transmitir, voz,
datos, imgenes y video.
Redes: dos o ms computadoras equipos enlazados para compartir
datos o recursos.
Sistema de Telecomunicaciones: Conjunto de hardware y software que
acta conjuntamente para comunicar informacin de un lugar a otro.
Supercarretera de la Informacin: Redes digitales de
telecomunicaciones de alcance nacional o mundial accesible al pblico
en general.
Protocolo: Conjunto de reglas y procedimientos que regulan la
transmisin entre los componentes de una red.
Topologa: Forma o configuracin de una red.
Definiciones asociadas
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Red Local (Comit IEEE 802): sistema de comunicaciones que permiteque un nmero de dispositivos independientes se comuniquen entre si.
Servidor: Es el ordenador principal de la red que soporta el sistema gestor
de la misma, proporcionando todos los servicios a los terminales conectados ala red.
Estaciones de trabajo: Componen los equipos terminales de la red,pudiendo ser tan slo terminales o bien PC's , con sus propios dispositivos
fsicos.
Tarjetas de Red: Es el elemento interfaz que permite la conexin de unordenador a la red, constituyendo el pilar sobre el que se sostiene toda la red
El medio: Constituido por el cableado y los conectores que enlazan loscomponentes de la red.
Dispositivos adicionales: Son todos aquellos componentes de la red queson utilizados y compartidos por los usuarios de la red; son recursos tales
como: impresoras, unidades de almacenamiento, etc.
Definiciones asociadas
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En general se puede afirmar que una red de telecomunicaciones
consiste de los componentes siguientes :
a) un conjunto de nodos en los cuales se procesa la informacin, y
b) un conjunto de enlaces o canales que conectan los nodos entre s y a travsde los cuales se enva la informacin desde y hacia los nodos.
Definiciones asociadas
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Un nodo (una aproximacin)
CPU
Cache
Memoria
Adaptadorde
Red
La memoria NO es infinita
Es un recurso escaso
Todos los nodos se conectan a la
red a travs de un adaptador de
red. Este adaptador tiene un
software (device driver) que lo
administra
La velocidad de la CPUse dobla cada 18 meses,
pero la latencia de la
memoria se mejora slo
un 7% cada ao
En una primera aproximacin un nodo
funciona con la rapidez de la memoria
no con la rapidez del procesador.
el software de red debe cuidar
cuntas veces accede la informacin
puesta en la RAM!
Definiciones asociadas
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El adaptador de red
Tarjeta de expansin que se instala en un computador para que
ste se pueda conectar a una red.
Proporciona una conexin dedicada a la red
Debe estar diseada para transmitir en la tecnologa que utilice
la Red de comunicacones, debe tener el adaptador correcto
para el medio (conector RJ45) y el tipo de bus del slot donde
ser conectada (PCI).
Definiciones asociadas
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Componentes del adaptador de red
El adaptador de red sirve como interface entre el nodo y la red, por
estopuede pensarse que tiene dos componentes:
Una interface al BUS del computador que sabe como
comunicarse con el host.
Una interface al enlace (cable o antena) que habla de manera
correcta el protocolo de la red.
Debe existir una forma de comunicacin entre estos dos
componentes para que puedan pasar los datos que entran y salen
del adaptador.
Definiciones asociadas
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Componentes del adaptador de red
CPU
Cache
Memoria
RAM
Adaptador de Red
Interface
al BUS
Interface
al Enlace
BUS E/S
del nodo
Enlace
de la
RED
Sabe cmo hablar con la CPU,
recibe las interrupciones del nodo
yescribe o lee en la RAM
Sabe utilizar el protocolo de nivel
de enlace (capa 2, modelo OSI)
Buffers para intercambio de
datos
Definiciones asociadas
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El driver de la tarjeta
La tarjeta de red requiere de un driver en software para poder
comunicarse con el sistema operativo. Provee las siguientesfunciones:
Rutina de inicializacin de la tarjeta
Rutina de servicios de interrupcin
Procedimientos para transmitir y recibir frames de datos Procedimientos para el manejo de status, configuracin y
control de la tarjeta
Definiciones asociadas
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Problemtica
EMISOR
Ordenador
RECEPTOR
Ordenador
MEDIO
Receptor: Transforma elmensaje enviado en una seal
comprensible para el receptor
Compensa la atenuacin Minimiza el ruido
Medio: Medio fsico por elcual se transmite la seal
electromagntica generada
Hilos o cables metlicos Guas de onda
La atmsfera
Fibras pticas
Emisor:Transforma elmensaje original en una seal
(electromagntica) para
transmitirla eficientemente Adeca
Codifica
Amplifica
Etc.
Objetivo de un sistema de comunicacin es intercambiar
informacin entre dos sistemas (origen y destino).
Modelo simple de comunicacin
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Ejemplo:
Marco de referencia
Modem Modem
Terminal Remoto Computadora Central
LneasTelefnicas
DTE: Data Terminal EquipmentDCE: Data Circuit terminating Equipment
DTE DTEDCE DCEMedioInterfazInterfaz
Circuito de DatosEnlace de Datos
Problemtica
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ProblemticaNecesidad de comunicarse para compartir informacin y recursos de manera
sencilla y eficiente.
Qu medio de transmisin utilizar?. Cable, fibra ptica, radio.
Qu tipo de seal y modulacin?. Analgica (AM, FM, PM), digital
(Manchester, bipolar NRZ)
Cmo es la transmisin?. Simplex, half duplex, full duplex.
Cmo enviar gran cantidad de datos de forma eficiente?. Mensajes,
paquetes, tramas.
Quin tiene preferencia para transmitir?. Master-Slave, todos la misma.
Qu sucede si un equipo transmite a distinta velocidad que otro?.
Se producirn errores?. Ruido, interferencia, perdidas. Cmo detectar los errores?. CRC, bits de aridad.
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Problemtica
Necesidad de comunicarse para compartir informacin y recursos de manerasencilla y eficiente.
Cmo tratar los errores?. Corregirlos en recepcin, pedir retransmisin, cerrar
la comunicacin.
Cmo ampliar el sistema a ms participantes? Qu topologa utilizar?.Redes LAN.
Cmo acceder a un medio compartido?. Testigo, etc.
Cmo indicar a quien van dirigidos los datos?. Direcciones fsicas, lgicas.
Cmo unir redes LAN para crear redes ms grandes?. Redes WAN. Cmo viajan los datos de red en red?. Nodos que almacenan, reenvan,
encaminan.
Qu sucede si un nodo se satura o se cae?. Evitar bloqueo de red e
integridad de datos. Cmo proporcionar calidad y seguridad a los servicios de comunicacin?.
Qu aplicaciones o servicios proporcionan las redes?. Mail, acceso a BB.
DD., etc.
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Tareas en los sistemas de comunicacin
Utilizacin del sistema de transmisin de la manera ms eficiente posible.
Implementacin de la interfaz entre el dispositivo de comunicaciones y el
sistema de transmisin.
Sincronizacin entre el transmisor y el receptor.
Gestin del intercambio (ejemplo: establecimiento y terminacin de una
llamada telefnica).
Deteccin, correccin de errores y control del flujo.
Direccionamiento del destino y encaminamiento a travs de la red. Recuperacin para reanudar la actividad en el punto de interrupcin o
restablecer el sistema al estado anterior al comienzo del intercambio.
Formato de mensajes, de forma que ambos sistemas empleen la misma
codificacin binaria. Calidad y seguridad en las comunicaciones.
Gestin de red (configuracin del sistema, supervisin de su estado, reaccin
frente a fallos).
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La forma ms simple de comunicacin entre dos terminales o dispositivos es establecer una
conexin directa a travs de un medio de transmisin punto a punto.
Normalmente no es viable la conexin mediante un enlace punto a punto si los dispositivos estn
muy alejados o si el nmero de ellos es elevado
Solucin: interconectar cada dispositivo a una Red de Comunicaciones
Conjunto de equipos de datos autnomos
interconectados:
- autnomos: no necesitan de ningn
otro equipo para operar.
- interconectados: intercambio deinformacin.
Primeros objetivos:
- Compartir recursos.
- Fiabilidad.
- Minimizar costos.
Justificacin del uso de redes
Estaciones(PCs, FAX, etc)
Red de
ComunicacionesNodos
N nodos
N(N-1)/2 enlaces
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Comunicaciones Industriales
Se pueden definir las Comunicaciones Industriales como: rea de latecnologa que estudia la transmisin de informacin entre circuitos ysistemas electrnicos utilizados para llevar a cabo tareas de control ygestin del ciclo de vida de los productos industriales
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Deben resolver la problemtica de la transferencia de informacinentre los equipos de control del mismo nivel y entre loscorrespondientes a los niveles contiguos de la pirmide CIM(Computer Integrated Manufacturing).
Comunicaciones Industriales
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Controlador
Dispositivo Im open
Distribucin de los dispositivospara eliminar E/S y reduciralambrado
Im open& Im OK!
Dispositivos con diagnsticopara mejorar disponibilidad delproceso
Antecedentes en el area industrial
Distribucion de lasE/S para reducircostos de alambrado
Distribucin de loscontroladores paramejorar el desempeo
Dispositivos con capacidadlgica para mejorar
desempeo y reducir costos Distribucin del control
Migracin del control a otros dispositivos Incremento de la importancia de la Redes
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Scan Basado en la adquisicinde las E/S Comunicaciones intensivas Trayectoria mltiples de datos
E/S cercanas al dispositivo decampo
Procesamiento yE/S descentralizados
1990s
Flex I/O
Drive
PBPanel
Adquisicin basada en eventos Comunicaciones menos
intensivas
Trayectorias de datos focalizadas
Control Distribuido2000
Multi-disciplinedController
Drive w/PIDAxisController
PB Panel
Prox
Flex I/O
O.I.
PackagedController
Logica slo en el controlador Scan Basado en laadquisicin de las E/S
Comunicaciones intensivas
Trayectoria simple de datos
Control Centralizado1980s
Evolucin en los sistemas de control
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Arrancador
Micro PLC
Interface de operador
PC deMantenimiento
Controlador
Autmatas programables
PROCESO
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Arrancador
Micro PLC
Interface de operador
Variador
Servo
PC deMantenimiento
Controlador
Autmatas programables
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Arrancador
Micro PLC
Interface de operador
Variador
Servo
Gateway or Dispositivo de enlace
PC deMantenimiento
PC deescritorio
Controlador
PROCESO
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Automatizacin como una red informtica
DB, Historians,
Optimizadorers, MES
Plant Network
OPC Server
Estaciones de Operacin
Power ManagementSubstation
AutomationLV Electrification
Process
Instrumentation
Fieldbus
Control Network
Protection
& Control
Instruments
IEC 61850 station busControlador
HART mux
OPC Server OPC Server
Power generation
Internet
ProfinetHart
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Necesidad tcnica de automatizacin
Procesamiento del flujo de informacin
Reforzar la seguridad y disponibilidad
Reduccin de los costos laborales
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Expectativas
Ahorro en energa, materiales y tiempo
Mejora de la calidad y la estabilizacin
Reduccin de residuos, control de la contaminacin
El cumplimiento de los reglamentos y leyes, seguimiento de productos
Aumentar la disponibilidad, la seguridad
Respuesta rpida al mercado
La conexin a la gestin y la contabilidad (SAP)
La automatizacin de la ingeniera, puesta en marcha y mantenimiento
Configuracin de software, copias de seguridad y de control de versiones
Control del ciclo de vida
Soporte de mantenimiento
Optimizacin de Activos (gestion de los medios de produccin)
-> Human-Machine-Interface (HMI)
-> Adquisicin de gran nmero de "variables de proceso", la minera de datos
Reduccin de costos de personal
Optimizacin del proceso
Simplificacin de la interface Asistencia en la decision
Requiere procesamiento de datos, pantallas, bases de datos,
sistemas expertos
-> Herramientas de Ingeniera
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Cantidad de datos en las plantas
La reduccin de datos y el procesamiento es necesario para operar las plantas
Flujo de informacin a los operadores: ~ 5 kbit/s.Capacidad de procesamiento del ser humano: cerca de 25 bit/s
Sin computadoras, 200 ingenieros (hoy: 3)
Red de distribucin elctrica
Tres veces mas puntos que en las plantas convencionales
Planta Nuclear
10'000 puntos, comprenden8'000 puntos de medicin digitales y analgicos y2'000 puntos de accin1'000 micro-controladores y controladores lgicos
Planta de generacin basada en carbn el da de hoy
100 variables de medicin y de accin (llamados puntos")Controladores e instrumentos analgicos
un "controlador de procesos" central para el seguimiento y protocolo de datos.
Planta de generacin convencional hace 30 aos
100000 - 10000000 puntos
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Sistemas de Automatizacin - Jugadores Mundiales
mayor compaa Base principales fusiones
ABB CH-SE Brown Boveri, ASEA, CE, Alfa-Laval, Elsag-Bailey
Alstom-Schneider-Areva FR-GB Alsthom, GEC, CEGELEC, Telemcanique,..
Emerson US Fisher, Rosemount
General Electric USHitachi - Yokogawa JP
Honeywell US
Rockwell Automation US Allen Bradley, Rockwell,..
Invensys UK Foxboro, Siebe, BTR, Triconex, Wonderware
Siemens DE Plessey, Landis & Gyr, Stfa Controls, Cerberus,..
80 Mia / ejercicio
(depende del punto de vista),
crecimiento del 5% anual
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Comunicaciones Industriales
Necesidad:En los niveles superiores de la pirmide CIM setrabaja frecuentemente con grandes volmenes de
datos, aunque el tiempo de respuesta no es engeneral crtico y se sita entre pocos segundos hastaminutos o incluso horas.
Por el contrario, los sistemas electrnicos de controlutilizados en los niveles inferiores de las fases deproduccin trabajan en tiempo real y debido a ello seles exigen tiempos de transmisin mucho msrpidos y, sobre todo, un comportamiento
determinista de las comunicaciones, aunque losvolmenes de informacin a transmitir son, engeneral, menos elevados.
Como consecuencia, tenemos la siguiente situacin
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Comunicaciones Industriales
CANTIDAD DE NODOS
CANTIDAD
DEDAT
OS
TIEMPOD
E
TRAN
SMISIN
IBM
HOST
HEWLETT
PACKARD PUENTE
CISCOSYSTEMS GATEWAY
latigid
PLClatigid
PLClatigid
PLClatigid
PLC
ModemBank
IOModemBank
IOModemBank
IO
RED ETHERNET CON TCP/IP
FIELDBUS, PROFIBUS, BITBUS,...
Desde las oficinas ...
hasta la produccin
Asi, CAN, InterBUS,...
Mbyte / h.
Mbyte / m.
byte / s.
byte / ms.
bits / s.
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Comunicaciones Industriales
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Comunicaciones Industriales
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Comunicaciones Industriales
Ej l C t l d G i
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Ejemplo: Central de Generacin
Ejemplo de control genrico: Siemens inCC
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Ejemplo de control genrico: Siemens inCC(Genrico)
Nivel de
Produccin
Nivel
Empresarial
Nivel de
Proceso
Tiempo de respuesta y nivel jerarquico
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Tiempo de respuesta y nivel jerarquico
Nivel de
Planeacin
Nivel de
Ejecucin
Nivel de
Control
Nivel deSupervisin
ms seconds hours days weeks month years
ERP(Enterprise Resource
Planning)
DCS
MES(Manufacturing
Execution System)
PLC(Programmable
Logic Controller)
(Distributed
Control
System)
(Supervisory Control
and DataAcquisition)
SCADA
Cantidad y calidad de la informacin y Nivel jerarquico
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Cantidad y calidad de la informacin, y Nivel jerarquico
Niveles menores (cercanos a la planta) son mas demandantes en tiempos derespuesta.
La cantidad de datos crudos es mucho mayor.
El procesamiento es trivial (realizado anteriormente en el hardware)
Estos niveles estan actualmente bajo control de computadoras, excepto en
situaciones de emergencia, para mantenimiento o cmisionamiento.
Niveles menores
Niveles mayores
Nivel SCADA
La presentacin de informacin compleja al operador ayuda a tomar
decisiones (sistema experto) y al mantenimiento. Requiere de una base de conocimiento adicional a la base de datos de la
planta.
Cuando se asciende en jerarquia de control, la informacin se reduce: se creainformacin de mayor nivel (e.g. sumarios ejecutivos)
El procesamiento y las decisiones son mas complicadas (requiere del uso de
modelos).
Los requerimientos de tiempo son aflojados. Datos historicos sonalmacenados.
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Comunicaciones Industriales: Tipos de redes
Redes de empresa y fbrica. En este nivel se ejecutan,entre otras, las siguientes aplicaciones informticas:Programas ERP (Enterprise Resource Planning)
Programas MES (Manufacturing Execution Systems)Programas CAD/CAM/CAE (Computer Aided Design /Manufacturing /Engineering)
Herramientas de aplicacin general que permiten el trabajo en grupo
(Groupware) del personal de todas las reas de la empresa
Operacin y Base de datos del proceso
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Operacin y Base de datos del proceso
Consideracin de la intervencin humana incumple esta jerarqua.
Normalmente, el operador slo est preocupado por el nivel de supervisin,
pero excepcionalmente, operadores (e ingenieros) quieren acceder a los datos de los
niveles ms bajos.
El operador ve la planta a travs de una base de datos rpida, refrescada en el
fondo.
Esta base de datos es clave para el registro y la simulacin.
IHMcomunicacin
instructor
Log de
datos
Datos del proceso
actualizacin
operador
Base deDatos delproceso
planta
simulacin
Ingeniero de
mantenimiento
Historico
Base de
conocimiento
La base de datos del proceso esta al centro
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La base de datos del proceso esta al centro(Ejemplo: Wonderware)
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Comunicaciones Industriales : Tipos de redes
Redes de clula. Las redes de empresa no han sidodiseadas, al menos inicialmente, para satisfacer determinadosrequisitos que son propios del ambiente industrial, entre los quedestacan:
Funcionamiento en ambientes hostiles (perturbaciones FEM,temperaturas extremas, polvo y suciedad, )
Gran seguridad en el intercambio de datos en un intervalo cuyo lmitesuperior se fija con exactitud (determinismo) para poder trabajarcorrectamente en tiempo real.
Elevada fiabilidad y disponibilidad de las redes de comunicacin,mediante la utilizacin de dispositivos electrnicos, medios fsicos
redundantes y/o protocolos de comunicacin que dispongan de mecanismos
avanzados para deteccin y correccin de errores
Surgen las conocidas como redes Industrial Ethernet, cuya capa de enlaceest basada en la tcnica Ethernety cuyos protocolos bsicos decomunicacin se fundamentan en TCP/IP.
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En lo que respecta a los protocolos de la capa de aplicacin que se debe
utilizar en las redes Industrial Ethernet en combinacin con los protocolos de lascapas inferiores, no existe actualmente una solucin nica normalizada y estnpropuestas diferentes soluciones como: Modbus TCP
EtherNet/IP
PROFINet EtherCat
Powerlink
IRT-Iscrona
RT-Tiempo real
Redes de Clula
Comunicaciones Industriales : Tipos de redes
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Suelen recibir el nombre genrico de buses de campo (Fieldbuses).
Las redes de control resuelven los problemas de comunicacin en los nivelesinferiores de la pirmide CIM. Se utilizan, por tanto, para comunicar entre ellos
sistemas de control industrial y/o con dispositivos de campo.Se clasifican en:
Redes de controladores
Redes de sensores-actuadores
Redes de control.
Comunicaciones Industriales : Tipos de redes
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Este tipo de redes de control estn diseadas para realizar la comunicacin devarios sistemas electrnicos de control PLCs, CNCs, robots, ) entre s.
Son, por lo general, redes de rea local de tipo principal-subordinado(master-slave) o productor-consumidor (producer-consumer) que poseenvarios nodos principales (Multimaster Networks).
[Cada nodo produce informacin que consumen todos los dems]
Los servicios de comunicacin que proporcionan permiten no slo elintercambio estructurado de informacin sino tambin llevar a cabo las
tareas de diagnstico, programacin, carga, descarga y ejecucin ydepuracin de los programas ejecutados en ellos.
Redes de control.
Comunicaciones Industriales : Tipos de redes
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Redes de sensores-actuadores
Redes de sensores-actuadores de elevada capacidad:Las redes de sensores-actuadores de elevada capacidad funcional disponen
de una capa de enlace adecuada para el envo eficiente de bloques dedatos de mayor tamao que en el caso anterior.
Se puedan configurar, calibrar e incluso programardispositivos de campo(Field Devices) ms inteligentes que los todo/nada (codificadores absolutos,sensores de temperatura, presin o caudal, variadores de velocidad,
servovlvulas, etc.).
En este grupo se encuentran las redes de campo, buses de campo, diseados con elobjetivo especfico de intercomunicarlos sistemas electrnicos de control con losdispositivos de campo conectados al proceso.
Funcionan en aplicaciones de tiempo real estricto en una pequea zona de la planta(tpicamente una mquina o clula). Los fabricantes suelen denominarlas redes deperiferia distribuida (distributed periphery).
Comunicaciones Industriales : Tipos de redes
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Redes de sensores-actuadores
Redes de sensores-actuadores de capacidad limitada:Las redes de sensores-actuadores de capacidad funcional
limitada han sido diseadas para integrar principalmentedispositivos todo-nada (fin de carrera, fotoclula, rel, ).
AS-i(Actuator Sensor
Interface)
OMRON
SIEMENS
Comunicaciones Industriales : Tipos de redes
C i i I d i l Ti d d
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Comunicaciones Industriales : Tipos de redes
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Comunicaciones Industriales : Tipos de redes
ETHERNET
PROFIBUS
DEVICENET
COMPONET
MODBUS
AS-i
WIFI
BLUETOOCH
GSM-Modem
Ejemplo: Norma NRF-046-PEMEX-2003
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Ejemplo: Norma NRF-046-PEMEX-2003PROTOCOLOS DE COMUNICACIN
EN SISTEMAS DIGITALES DEMONITOREO Y CONTROL
INTRODUCCIN.
Dentro de las principales actividades que se llevan a cabo en Petrleos Mexicanos se encuentrael diseo, construccin, operacin y el mantenimiento de las instalaciones para la extraccin,
recoleccin, almacenamiento, medicin, transporte, procesamientos primario y secundario de
hidrocarburos, as como la adquisicin de materiales y equipos requeridos, para cumplir con
efectividad los objetivos de la empresa.
Esta norma de referencia establece los requerimientos que se deben cumplir para los protocolosde comunicacin de los sistemas digitales de monitoreo y control (SDMC) de procesos
industriales de las instalaciones petroleras siendo de aplicacin y cumplimiento estricto en todas
las reas de Petrleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios, involucradas en el diseo,
construccin, operacin y mantenimiento.
8. PROTOCOLOS DE COMUNICACIN EN SISTEMAS
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8. PROTOCOLOS DE COMUNICACIN EN SISTEMASDIGITALES DE MONITOREO Y CONTROL.
8. PROTOCOLOS DE COMUNICACIN EN SISTEMAS
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8. PROTOCOLOS DE COMUNICACIN EN SISTEMASDIGITALES DE MONITOREO Y CONTROL.
8.1 Modelo de referencia OSI Los protocolos de comunicacin que se especifican en la presente norma de referencia, deben cumplir con en el
ISO/IEC-7498-1 Informacin Tecnolgica Interconexin de Sistemas Abiertos Modelo de Referencia Bsico:
El Modelo Bsico
8.2 Protocolos de comunicacin. Los siguientes protocolos de comunicacin son exclusivamente los que los contratistas y/o proveedores deben
suministrar.
8.2.1 Protocolos permitidos Nivel Instrumentacin.
8.2.1.1 HART. Tiene como caracterstica principal el uso de un estndar de frecuencia denominado BELL202 FSK, que es la Codificacin de Corrimiento en Frecuencia (Frequency Shift Keying), el cual sobrepone unaseal digital de bajo nivel sobre una seal analgica comn de 4 a 20 mA, mismas que son transmitidas por un
mismo par de cables conectados a los sistemas centrales de control y a los dispositivos de medicin y
transmisin de campo.
8.2.1.2 Fieldbus Foundation". Un dispositivo Fieldbus Foundation es un sistema completo, con lasfunciones de control distribuidas en los equipos de campo, permitiendo tambin la operacin desde un cuarto de
control utilizando la comunicacin digital, la cual permite el cambio remoto de la configuracin, de la calibracin,etc.
8.2.1.3 Profibus". Profibus es un protocolo abierto existente, con un amplio rango de aplicaciones en laindustria de la manufactura, proceso y automatizacin. Profibus consiste de tres protocolos distintos
intercompatibles. Cada uno de ellos ha sido diseado especficamente para servir las distintas necesidades de los
procesos.
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8.2.1.4 Modbus. Es un sistema de comunicacin de datos para protocolos de control en lenguajeestructurado. Es un formato comn de mensajes para todos los dispositivos en una red. El protocolo es vital para
el sistema de operacin, determinando como el maestro y el esclavo establecen contacto, como el remitente y el
receptor son identificados, como los mensajes son intercambiados en una manera ordenada y como los errores
son detectados.
8.2.1.5 AS I. El protocolo de comunicacin Interface Actuador /Sensor (AS-I) utiliza un dispositivo maestropor red para el control de intercambio de datos. El dispositivo maestro llama a un dispositivo esclavo
secuencialmente y espera a que ste responda. Al usar un formato fijo de transmisin, AS-I elimina la necesidad
de procesos complejos para control de la transmisin o para la identificacin de diferentes tipos de datos, esto
permite que un maestro interrogue hasta 31 esclavos y toda la informacin de sus entradas / salidas en 5ms
(milisegundos).
8.2.1.6 DeviceNet. DeviceNet define un sistema de comunicacin para intercambio de datos entreelementos de un sistema de control industrial.
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8.2.3 Protocolos permitidos Nivel Supervisin.
8.2.3.1 Ethernet. Es una tecnologa de red de rea local (LAN), que permite transmitir informacin a 10Mbps. Ethernet es capaz de manejar diferentes velocidades de transferencia de datos en el canal de
comunicacin.
8.2.3.1.1 Fast Ethernet.- Es una tecnologa de red de rea local (LAN), que permite transmitir informacina 100 Mbps.
8.2.3.1.2 Gigabit Ethernet.- Es una tecnologa de red de rea local (LAN), que permite transmitir
informacin a 1000 Mbps.
8.2.3.2 TCP/IP. El Protocolo de Control de Transporte / Protocolo Internet (TCP/IP), se desempea en lasCapas de Red y de Transporte del Modelo OSI, y funciona en cualquier tipo de red y en el nivel inferior de los
programas de aplicacin particulares de cada sistema operativo.
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8.2.3.3 DDE. El intercambio dinmico de Datos (DDE) es un protocolo usado para la transferencia de datosentre dos o ms programas de aplicacin diferentes. DDE asegura el intercambio de datos y de manera dinmica;
siempre que estos programas cumplan con estndares del protocolo de Intercambio Dinmico de Datos (DDE).
8.2.3.4 ODBC. Conectividad de bases de datos abierta (ODBC) es una interfaz de aplicaciones para el accesoa bases de datos, cuya tarea es sostener una conversacin de preguntas y respuestas entre dos entes que no
hablan el mismo idioma y que gestionan sus recursos de forma diferente.
8.2.3.5 OLE. La tecnologa de Objetos Vinculados e Insertados OLE consiste de un grupo de interfacesestndares, propiedades y mtodos para el uso en diferentes aplicaciones; basado en los requerimientos de las
tecnologas denominadas Modelo de Componentes de Objeto (COM) y Modelo de Componentes de Objetos
Distribuidos (DCOM). Estas tecnologas facilitan el intercambio de datos en forma estandarizada entreaplicaciones.
8.2.3.6 OPC. La tecnologa de Objetos Vinculados e Insertados (OLE) para el Control de Procesos (OPC), esun estndar industrial que consiste de un grupo de interfaces estndar, propiedades y mtodos para su uso en
control de procesos y aplicaciones de automatizacin. OPC est basado en los requerimientos de las tecnologas
denominadas Objetos Vinculados e Insertados (OLE), Modelo de Componentes de Objetos (COM) y Modelado de
Componentes de Objetos Distribuidos (DCOM). Estas tecnologas facilitan el intercambio de datos en formaestandarizada entre aplicaciones de control y automatizacin, entre dispositivos y sistemas de campo y entre
aplicaciones administrativas y de oficina.
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EJEMPLOS DE PROCESOS INDUSTRIALES
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EJEMPLOS DE PROCESOS INDUSTRIALES
Evaluacin
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1. Describir los niveles de un sistema de control jerrquico
2. Cul es la relacin entre el nivel jerrquico, el tiempo de respuesta,? La
cantidad de datos y la complejidad?
3. Qu significa SCADA?
4. Para qu se utiliza un grupo de control?
5. Cul es el papel de un Sistema de Ejecucin de Manufactura? (MES)
6. Cules son las tres funciones de la interfaz del operador?
7. Qu es la planificacin de recursos empresariales?
8. Cul es el papel de la base de datos de proceso?