Explicación del Modelo OSI y Buses de Campo

Explica el modelo OSI Niveles que tiene. Y en que niveles operan los buses de campo: Idealmente, las especificaciones de un bus de campo deberían cubrir los siete niveles OSI, aunque lo más frecuente es que implementen sólo tres:Nivel físico: Especifica el tipo de conexión, naturaleza de la señal, tipo de medio de transmisión, etc. Normalmente, las especificaciones de un determinado bus admiten más de un tipo de medio físico. Los más comunes son de tipo RS485 o con conexiones en bucle de corriente. Nivel de enlace:Se especifican los protocolos de acceso al medio (MAC) y de enlace (LLC). En este nivel se definen una serie de funciones y servicios de la red mediante códigos de operación estándar.Nivel de aplicación:Es el dirigido al usuario, y permite la creación de programas de gestión y presentación, apoyándose en las funciones estándar definidas en el nivel de enlace. En este nivel se define el significado de los datos. Las aplicaciones suelen ser propias de cada fabricante (no hay un nivel de aplicación estándar para buses de campo).

¿Qué es un OPC? Explicación de las prácticas realizadas. El OPC es un estándar de comunicación en el campo de control y supervisión de procesos industriales, basados en una tecnología Microsoft, que ofrece un interface común para comunicación que permite que componentes software interaccionan y compartan datos.

Tipos de sistemas de control industrial

Control centralizado: Esta aproximación es la que se sigue en el caso de sistemas poco complejos, donde un proceso puede ser gestionado directamente mediante un único elemento de control encargado de realizar todas las tareas del proceso de producción y que puede incluir un sistema de monitorización y supervisión. Conforme las necesidades de producción han requerido mayor complejidad, una tendencia ha sido la de emplear elementos de control más complejos y potentes, manteniendo en un único elemento todo el control del proceso, con la complejidad que ello supone, ya que se hace necesario hacer llegar todas las señales de sensores y cablear todos los actuadores allá donde se encuentren. Como ventajas de esta metodología se tiene que no es necesario planificar un sistema de intercomunicación entre procesos, ya que todas las señales están gestionadas por el mismo sistema. Por otro lado, para sistemas poco complejos, posee un menor coste económico. En cambio, posee numerosas desventajas, ya que si el sistema falla, toda la instalación queda paralizada, siendo necesario un sistema redundante para evitar estas situaciones. Control distribuido: La opción de control distribuido requiere que puedan considerarse procesos, grupos de procesos o áreas funcionales susceptibles de ser definidas por un algoritmo de control que pueda realizarse de forma autónoma. A cada unidad se destinará un autómata (o elemento de control) hay que tener en cuenta que es necesario interconectar los autómatas entre sí mediante entradas y salidas digitales, o a través de una red de comunicaciones para intercambio de datos y estados. Por tanto, el autómata o elemento de control evaluado debe permitir las comunicaciones. Control hibrido: El control híbrido no está muy bien definido, ya que este tipo de gestión de planta puede considerarse a cualquier estrategia de distribución de elementos de control a medio camino entre el control distribuido y el control centralizado. En numerosas ocasiones no resulta sencillo separar los procesos de manera completamente autónoma, por lo que se debe recurrir a la gestión de varios procesos desde una misma unidad de control, debido a que la complejidad de la separación es mayor que la complejidad que supone su gestión conjunta.

Tipos de Redes de Comunicación Industrial

Tipos de Redes de Comunicación Industrial. Red de factoría: para redes de oficina, contabilidad y administración. Se intercambia muchaInformación el tiempo.Red de planta: suele emplearse entre ingeniería y planificación con producción. Debe manejar mensajes de todos los tamaños, gestionar rápidamente errores en áreas extensas.

Red de célula: gestionar mensajes cortos, manejar tráfico, mecanismos de control De error y mensajes prioritarios, bajo coste.

Bus de campo: sistema de dispositivos de campo (sensores y actuadores) y  Dispositivos de control que comparten un bus bidireccional para transmitir información.

Explica porque los buses de campo reducen el cableado con respecto a la situación actual y di si están poco o muy normalizados Porque se usa un cable bifilar o fibra óptica único para todos los sensores y actuadores.  Está muy poco normalizada por lo que existe una gran variedad de estos con diferentes características dependiendo la aplicación.

Define BUS de campo. Sistema de dispositivos de campo (sensores y actuadores) y dispositivos de control que comparten un bus bidireccional para transmitir información, sustituyendo a la transmisión analógica. Construye el nivel más simple al proceso, procesadores simples y procesos sencillos. Pueden comunicarse con buses de niveles superiores.

¿Qué es un bus de campo abierto y un bus propietario?

Bus propietario: son propietarios de una compañía o grupo de compañías, es necesaria una licencia es concedida a una empresa con unas condiciones y precio considerable.

Bus abierto: son lo contrario.Especificaciones publicas y precio razonable.Componentes disponibles (microprocesador)Procesos de verificación y validación están bien definidos y disponibles en las mismas condiciones anteriores.

 Las características fundamentales que el bus de campo debe cumplir, en lo referente a la conexión de dispositivos, son:

Interconectividad: al bus se debe poder conectar de forma segura dispositivos de diferentes fabricantes que cumplan el protocolo. Es el nivel mínimo no tiene ventajas.Interoperabilidad: los dispositivos de diferentes fabricantes funcionan en el mismo bus.Intercambiabilidad: los dispositivos de un fabricante pueden ser sustituidos por otros equivalentes, de otro fabricante y funcionar. Este es el objetivo, se consigue si las especificaciones son completas y se dispone de un sistema de prueba y validación.

Ventajas e inconvenientes de los buses de campo.

Ventajas:Flexibilidad: el montaje de un nuevo instrumento supone la simple conexión eléctrica al bus y una posterior configuraciónSeguridad: transmisión simultánea de diagnostico de sensores y actuadores.Precisión: transmisión digital para variables analógicas.Facilidad de mantenimiento: es posible diagnosticar funcionamientos incorrectos y realizar calibraciones desde la sala de control.Reducción de complejidad: reducción de cableado, eliminación de grandes armarios, menor número de plcs, reducción del tiempo de instalación.Inconvenientes:Posible rotura del cable bus: caída de todos los elementos.

11. Enumera los buses de campo que conozcas : profinet, profibus, asi, lon Works. M-bus, modbus, can , sds

12. DESCRIBE EL BUS ASI AMPLIAMENTE. Este protocolo ha sido desarrollado por la firma Siemens y define la comunicación y la gestión de ésta, entre un dispositivo de control con los sensores y actuadores correspondientes. El bus AS-I (Interfase Actuador Sensor) se ajusta a los requisitos del nivel de automatización más bajo y es un estándar abierto. En AS-i operan actuadores y sensores en el primer nivel de control, por esto que también se le conozca como bus de dispositivos. Muchos fabricantes ofrecen sensores/actuadores inteligentes compatibles con AS-i tanto digitales como analógicos. AS-i es rápido, sencillo, rentable y una aplicación segura con futuro, dado que más de la mitad del mercado mundial de fabricantes de sensores y actuadores ofrece productos compatibles con AS-i.

13. Describe el bus PROFINET. Red que permite conectar equipos desde nivel de campo hasta el de gestión. Permite una comunicación homogénea con la ingeniería cubriendo toda la planta industrial. Al igual que otra utiliza protocolos tcp/ip para la transferencia de datos. Red muy segura

14. Describe el bus PROFIBUS, indicando que variantes tiene.

PROFIBUS es el bus líder en Europa impulsado por los fabricantes alemanes. Se trata de un bus de campo abierto, que puede implementarse en diversas áreas como pueden ser fabricación, proceso y automatización de edificios. gran nivel de confianza de cara al usuario, así como la posibilidad de comunicación entre equipos de diferentes fabricantes sin necesidad de ajustes especiales de interface. En la actualidad existen diferentes versiones de Profibus: Profibus-PA, Profibus-FMS, Profibus-DP, todas ellas ampliamente extendidas en el mundo y especialmente en el continente europeo. El protocolo PROFIBUS-DP se ha diseñado para la comunicación rápida con unidades periféricas descentralizadas, con rápidos tiempos de reacción. Hay numerosos dispositivos PROFIBUS ofrecidos por diversos fabricantes. Dichos dispositivos abarcan desde módulos sencillos de entradas o de salidas hasta controladores de motores y sistemas de automatización.

PROFIBUS-PA (Process Automation) :Es la ampliación de PROFIBUS-DP compatible en comunicación con una tecnología que permite aplicaciones en áreas con riesgo de explosión. La tecnología de transmisión de PROFIBUS-PA se corresponde con el estándar internacional IEC 1158-2.

PROFIBUS-FMS (Field Message Specification,Este protocolo es aplicable para la comunicación de autómatas en pequeñas células y para la comunicación con dispositivos de campo con interface FMS. En esta versión, la funcionalidad es más importante que conseguir un tiempo de reacción pequeño.

Para la conexión física usa el estándar RS-485 con transmisión asíncrona a 76.800 bps. Es una norma multiprincipal y multired, es decir, varios principales (máster) pueden conectarse al mismo bus y varios buses pueden interconectarse formando una red mayor mediante pasarelas (Gateway). Hay 3 tipos de dispositivos que pueden ser conectados a una red P-NET: principales (másteres), subordinados (slaves) y pasarelas (Gateway). Todas las comunicaciones están basadas en el principio de que un principal envía una petición y la estación subordinada direccionada devuelve una respuesta.

Etiquetas: Buses de Campo, Control Industrial, modelo OSI