CIM 08 - Buses de Campo

Comunicaciones
en
Fabricación

Automática 09/10. Ing. de Sistemas
y Automática

MAP:
Manufacturing
Automation
Protocol

•  Grupo
de
trabajo
creado
en
1980
por
General
Motors

•  Estandarizar
las
redes
de
comunicación
en
sus
fábricas

•  Incluía
a
los
suministradores
computadores
y
equipos
de
control

•  Se
ha
coordinado
con
ISO-‐OSI
buscando
la
máxima

conformidad

y Automática
•  Especifica
perfiles
(conjuntos
coherentes
de
protocolos
y
opciones

seleccionados
entre
los
múlHples
estándares
ISO-‐OSI)
que
saHsfacen
los

requerimientos
de
una
cierta
área
de
aplicación,
garanHzando
su

interoperabilidad.

•  UlHma
versión
MAP
3.0,
año
1987

•  Suplementos
en
1991
y
1993

•  Grupo
de
usuarios
de
MAP
y
TOP

•  Incluye
usuarios
finales
y
suministradores

de
equipos
de
fabricación.

MAP:
Manufacturing
Automation
Protocol

•  Dos
perfiles
MAP
3.0

•  FullMAP
(MAP
completo)

•  Perfil
de
7
capas
conforme
con
OSI

•  MiniMAP

y Automática
•  Perfil
de
3
capas
(Física,
Enlace
de
Datos,
Aplicación)

•  No
conforme
con
OSI

•  Aplicaciones
de
<empo
de
respuesta
crí<co

•  Desarrollo
importante
en
Japón
en
el
proyecto
FAIS

(Factory
Automa,on
Interconnec,on
System)

•  MiniMAP
se
aproxima
a
los
perfiles
de
los
buses
de
campo

como
PROFIBUS,
aunque
con
notables
diferencias

Per(il
MAP
Completo

Servicios de Gestión
FTAM MMS
7 directorio de Red

ACSE

6 ISO Presentación - Núcleo

5 ISO Sesión-Núcleo

y Automática
4 ISO Transporte - Clase IV

3 ISO Red-CLNS

LLC - IEEE 802.0 Clase I
2 Token Bus CSMA/CD
IEEE 802.4 802.3
Carrierband BroadBand BroadBand Baseband
5 Mbps 10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps
1
75 oh. Coax FO 75 oh. Coax FO 75 oh. Coax FO TP

Componentes
de
MAP
3.0
Completo

•  Capa
Física
y
Subcapa
MAC

•  Dos
Hpos
de
redes:
IEEE
802.4
(Token
Bus)
e
IEEE
802.3
(Ethernet)

•  IEEE
802.3
se
añade
como
suplemento
en
1993
debido
a
su
amplia

difusión
en
las
plantas
industriales
de
Europa.

•  Subcapa
LLC

y Automática
•  Clase
de
servicio
III
dentro
de
IEEE
802.2

•  Servicios
de
Tipo
1:
Sin
conexión
y
sin
acuse
de
recibo

•  Servicios
de
Tipo
3:
Sin
conexión
y
con
acuse
de
recibo

•  Capa
de
aplicación

•  MMS:
(Manufacturing
Message
Speciﬁca,on)
comunicación
entre

disposi<vos
de
fabricación
programables
(PLCs,
robots,
CNCs,
etc.)

Nota
sobre
clases
de
servicio
en
LLC

•  Orientado
a
no
conexión
–
Tipo
1
–
Servicio
de
datagramas
(1980)

•  No
establece
conexión
lógica
entre
las
estaciones

•  Cada
unidad
de
datos
se
envía
de
manera
independiente

•  No
hay
control
de
flujo
ni
de
secuencia
ni
de
errores
en
LLC

•  No
hay
confirmación
de
recepción

•  Estaciones
de
Clase
I

•  Orientado
a
conexión
–
Tipo
2
–
Servicio
de
circuitos
virtuales
(1980)

y Automática
•  Requiere
conexión
previa
al
intercambio,
desconexión
posterior

•  Incluye
control
de
flujo
y
recuperación
de
errores

•  Estaciones
de
Clase
II

•  Orientado
a
no
conexión
y
confirmado
–
Tipo
3
–
Servicio
de
datagramas
asenHdos

(añadida
en
1987)

•  Híbrido
de
las
dos
anteriores

•  No
establece
conexión,
pero
incluye
confirmación
de
cada
unidad
enviada

•  Incluyen
modo
de
operación
<po
1

•  Estaciones
de
Clase
III

•  Enlace
libre
de
errores
sin
la
complejidad
del
Tipo
2,
y
evitando
sobrecarga
en
niveles

superiores
como
en
el
Hpo
1

•  Ej.:
Envío
rápido
de
información
con
constancia
de
llegada
al
lugar
adecuado
(alarma).

MMS
(Manufacturing
Message
Speci5ication)

•  Comunicación
entre
disposiHvos
inteligentes,
ISO
9506.

•  Maneja
en<dades
conceptuales
(“objetos”)
que
existen
en

un
disposiHvo.
Pueden
ser:
variables,
programas,

mecanismos
de
sincronización,
…

y Automática
•  Deﬁne
servicios
de
comunicación
para
manipular
objetos
de

forma
remota.

•  Permite
la
comunicación
sin
computadores
ni
sogware

intermedio
de
disposiHvos
de
campo.

•  Acceder
y
manipular
objetos

•  Respuestas
de
los
disposiHvos

•  Ventajas:
Sistema
de
interconexión
abierto

•  Inconveniente:
Número
máximo
de
equipos

Per(il
MiniMAP

•  MAP
completo
no
saHsface
las
necesidades
de

comunicación
entre
aplicaciones
de
fabricación
con

<empo
de
respuesta
crí<co

•  Se
eliminan
las
capas
3
a
6
de
MAP
perdiendo
algunas

y Automática
funcionalidades:

•  Tamaño
máximo
de
los
mensajes,
no
se
permite

defragmentación
al
no
haber
capa
de
transporte

•  MiniMAP
debe
limitarse
a
una
única
subred
al
no
haber
capa
de

red

•  Fiabilidad
con
el
servicio
de
Clase
III
en
la
subcapa
LLC
(sin

conexión,
con
acuse
de
recibo)

•  Formatos
de
mensaje
ﬁjos
al
no
haber
capa
de
presentación

La
Pirámide
de
Automatización

(niveles
CIM)

Nivel 4:
corporativo
Estaciones de trabajo, PC
Nivel 3:

y Automática
sistema

Nivel 2:
PLC, PC
área y célula

Nivel 1: PLC, PC, CNC
Campo micros

Nivel 0: Actuadores,
Dispositivo sensores

Requisitos
de
cada
nivel

Nivel corporativo y de sistema
Cantidad de Tiempo de Frecuencia de
datos respuesta transmisiones

Nivel Mbyte Minutos / Días/ horas
corporativo y segundos
de sistema

y Automática
Nivel de Kbyte 100 ms - 1 s Segundos/
célula minutos

Nivel de Byte 10 ms - 100 ms Segundos/
campo millisegundos

Nivel de Bit Millisegundos Millisegundos
dispositivo

Especi(icaciones:
niveles
de

abstracción

Protocolo

y Automática
Aumento de detalle en
Servicios la especificación /
Disminución del grado
de abstracción.

Arquitectura

Introducción
a
los
buses
de

campo

—  La
necesidad
de
hacer
el
problema
de
automa<zación
más
asequible
da

lugar
a
que
ésta
se
plantee
por
zonas;
siendo
controlada
cada
una
de
las

mismas
de
forma
independiente
por
un
equipo
informáHco
especíﬁco

(un
microprocesador,
un
microcontrolador
o
un
autómata)

—  Sin
embargo
esta
división
por
zonas
Hene
el
grave
inconveniente
de

y Automática
diﬁcultar
la
coordinación
del
conjunto.

—  Con
objeto
de
subsanar
esta
limitación
las
redes
de
comunicación
han

acabado
por
entrar
en
las
fábricas;
permiHendo
la
integración
total
de

las
diferentes
partes
de
las
instalaciones
industriales

—  Las
redes
locales
más
uHlizadas
en
la
industria
se
pueden
analizar

dividiéndolas
en
dos
grandes
bloques:

1.  Las
redes
de
propósito
general
que
pueden
ser
uHlizadas
en
este
Hpo
de

entornos

2.  Los
buses
de
campo
y
las
redes
uHlizadas
a
bajo
nivel

Introducción
a
los
buses
de

campo

Control de Bus de
proceso campo
Bus de
Tipo de dispositivo
•  Fieldbus
control
•  WorldFIP
•  Profibus PA

y Automática
•  CAN
•  ControlNet
Buses de •  DeviceNet
Sensor •  LonWorks
•  Profibus DP
Control
•  AS-i •  Interbus
Lógico
•  LonWorks
•  Seriplex
Dispositivos simples Dispositivos potentes

Prestaciones / Coste
Diferentes
posibilidades
de
conexionado
en
campo.

Introducción
a
los
buses
de
campo

y Automática
Conexionado en campo.

Características
de
los
buses
de

campo

•  Medio
msico

•  Topología

•  Tipo
de
transmisión

•  Método
de
acceso
al
medio

y Automática
•  Velocidad
de
transferencia

•  Distancias
medias

•  Número
de
equipos
de
proceso
conectables

Características
de
los
buses
de

campo

•  Restricciones
del
entorno

•  Alimentación
de
los
equipos
conectados

•  Número
de
sensores
y
actuadores

•  Distancias

•  Perturbaciones
electromagnéHcas

y Automática
•  Elementos
móviles

•  Estanqueidad

•  Entorno
hosHl
(sal,
agua,
ácido,
…)

•  Entorno
explosivo

Características
de
los
buses
de

campo

•  Restricciones
de
<empo

•  Tiempo
máximo
de
respuesta,
en
función
del
número
de
E/S

•  Datos
necesarios
para
la
aplicación
(velocidad
de
transferencia)

•  DeterminísHco:
Hempo
máximo
de
respuesta
conocido

y Automática

Buses
de
campo

•  Modbus

•  WorldFip

•  Interbus
(Phoenix-‐Contact)

•  CAN

y Automática
•  DeviceNet
(Allen
Bradley)

•  LonWorks

•  FoundaHon
Fielbus

•  AS-‐Interface

•  Proﬁbus
(Siemens)

•  FIPIO
(Telemecánica)

Situación
actual
de
los
buses
de

campo

Sector
Principales
buses
de
campo

y Automática
Fab.
Automóviles
y
CAN,
DeviceNet,
Interbus-‐S,
AS-‐I

maquinaria

Plantas
de
proceso
FoundaHon
Fieldbus,
Modbus,
WorldFIP,
Proﬁbus

DomóHca
LonWorks

Ejemplos
de
redes
industriales

•  Bus
de
campo
(célula):

•  Modbus,
FoundaHon
Fielbus,
Proﬁbus,
WorldFIP

•  Bus
de
campo
(disposiHvo):

•  DeviceNet,
Proﬁbus,
Interbus-‐S,
WorldFIP

•  Bus
sensor/actuador:

y Automática
•  AS-‐interface,
CAN,
LonWorks

MODBUS
(I)

—  Diseñado
por
MODICON
INC.

—  Aparece
para
facilitar
la
conexión
de
forma
distribuida
de

PLCs.

—  Usado
principalmente
en
América

y Automática
—  CaracterísHcas

¡ Medio
msico
de
conexión:

÷  RS-‐485,

RS-‐422
o
ﬁbra
ópHca

¡ Velocidad
de
transmisión:
75
a
19,2
Kbps

¡ Distancia:

hasta
1200
m
sin
repeHdores

¡ Un
maestro
y
hasta
247
esclavos

¡ Topología:
bus
lineal

¡ Interconecta
disposiHvos
de
campo:

PLCs

¡ Protocolo
de
comunicaciones
maestro-‐esclavo

MODBUS
(II):Método
de
acceso
al

medio

Pregunta/Respuesta

Maestro

y Automática
.... Esclavos

Difusión
Maestro

.... Esclavos

MODBUS
(III)

•  Sólo
el
maestro
puede
iniciar
la
comunicación

•  La
comunicación
se
estructura
en

transacciones:

•  Pregunta/respuesta

•  Mensaje
difundido

•  El
protocolo
ﬁja
algunas
caracterísHcas:

•  la
forma
del
mensaje

y Automática
•  secuencia
de
mensajes

•  gesHón
de
errores

•  funciones
a
realizar

•  Otras
caracterísHcas
son
seleccionables
por
el
usuario:

•  Medio
de
transmisión

•  Velocidad

•  Paridad

•  Número
de
bits
de
parada

•  Modo
de
transmisión
de
cada
estación

MODBUS

(IV):
Trama
de
mensaje

•  Mensaje
dentro
de
un
sobre:

•  dirección
del
receptor

•  función
a
realizar

•  datos

•  código
de
comprobación
de
errores

y Automática
•  Respuesta
devuelta
en
el
mismo
sobre

Número Código CRC
Subfunciones - datos
esclavo operación 16 bits

WorldFiP:
World
Factory
Instrumentation
Protocol

—  Impulsado
por
fabricantes
franceses

—  Recogido
en
la
norma
del
CENELEC
EN
50170
vol.
3

—  Capa
msica
según
la
norma
IEC
1158-‐2

—  Diseñado
para
establecer
comunicaciones
entre
el
nivel
de
sensores/actuadores

y
el
nivel
de
unidades
de
proceso
(PLC,
controladores,
…)

y Automática
—  Medio
msico
de
conexión:

¡  par
trenzado
apantallado

—  Velocidad
de
transmisión:
31,5
Kbit/s
a
5
Mbit/s

—  Distancia
segmento:

hasta
1900
m

—  Nodos
por
segmento:
32

—  Topología:
bus
lineal

—  Acceso
al
bus:

¡  Centralizado
(árbitro
de
bus)

DeviceNet

•  Impulsado
por
Allen
Bradley
(Rockwell)
(1994).
Actualmente
responsabilidad
del

ODVA
(Open
DeviceNet
Vendors
Associa,on).

•  Recogido
en
la
norma
ISO
11898
y
11519
(basado
en
CAN).
Estándar
EN
50323-‐2.

•  Mismo
cable
para
alimentación
y
datos

•  Longitud
máxima
de
datos
por
trama
de
8
octetos

y Automática
•  Inserción
de
elementos
en
caliente

•  Medio
msico
de
conexión:

•  par
trenzado

•  Velocidad
de
transmisión:
125,
250,
500
Kbit/s

•  Distancia
segmento:

hasta
500,
250,
100
m

•  Nodos
por
segmento:
64

•  Topología:
bus
lineal
con
derivaciones
de
hasta
6m.

•  Acceso
al
bus:

•  CSMA/CD

LonWorks:
Local
Operating
Network

•  Fuertemente
asentado
en
EE.UU.,
introduciéndose
en
Japón.

•  GesHón
técnica
de
ediﬁcios
(domó<ca).

•  Basado
en
control
distribuido.

•  Extremada
facilidad
de
uHlización.

•  Motorola
es
el
principal
proveedor
de
circuitos
integrados
de
interfase.

•  Modelo
OSI
completo.

y Automática
•  Medio
msico
de
conexión:

•  par
trenzado,
ﬁbra
ópHca,
red
eléctrica,
coaxial,
radio,
infrarrojos

•  Velocidad
de
transmisión:
78
Kbit/s
a
1,25
Mbit/s

•  Distancia
segmento:

2700-‐130
m

•  Nodos
por
segmento:
64

•  Topología:
bus,
anillo,
libre

•  Acceso
al
bus:

•  PredicHve
p-‐persistent
CSMA

LonWorks:
Local
Operating
Network

y Automática

Foundation
Fieldbus
(I)

—  Usa
2
capas
_sicas,
en
función
de
las
necesidades

¡ H1:

según
la
norma
IEC
61158

¡  31.25
kbit/s,
generalmente
conectando
disposiHvos
de
campo

¡  Comunicación
y
alimentación
sobre
par
trenzado

¡ HSE
(High
Speed
Ethernet):
10
ó
100
Mbit/s

¡  Actualmente
no
soporta
alimentación
en
el
cable,
pero
se
trabaja
en
ello

y Automática
—  Alimentación
disponible
en
el
bus
(H1)

—  Capa
de
usuario:
deﬁne
una
interfase
a
través
de
un
conjunto
de

bloques
(AI,
AO,
DI,
DO,
PD,
PID,…)

—  FoundaHon
Fieldbus
deﬁne
un
set
de
bloques
funcionales
básicos
y
avanzados,
el
fabricante

decide
cuantos
incluir.

—  DisposiHvos

¡ Enlace
maestro:
capaz
de
controlar
la
comunicación

¡ DisposiHvo
básico

¡ Puente:
conexión
H1-‐HSE

Foundation
Fieldbus
(II)

•  Medio
msico
de
conexión:

•  par
trenzado
apantallado

•  Velocidad
de
transmisión:
31,5
Kbit/s
a
5
Mbit/s

•  Distancia
segmento:

hasta
1900
m

y Automática
•  Nodos
por
segmento:
32

•  Topología:
bus
lineal

•  Acceso
al
bus:

•  Centralizado
(árbitro
de
bus)

Foundation
Fieldbus
(III):
Bloques

Basic Specified Continuous Blocks
Analog Input AI Reads analog input
Analog Output AO Sends analog output
Bias Gain B Scaling
Control Selector CS Override control
Manual Loader ML Manual Control
PID Control PID PID Control
PD Control PD PD only control
Ratio Control RA Ratio Control
Basic Specified Discrete Blocks
Discrete Input DI Reads discrete input
Discrete Output DO Sends discrete output

Foundation
Fieldbus
(IV)

y Automática

Interbus-‐S
(I)

•  Impulsado
por
Phoenix
Contact
(Alemania),
recogido

en
la
norma
DIN
E19258
y
EN
50254.

•  Bus
serie
conecta
módulos
E/S
distribuidas
y

disposiHvos
de
automaHzación.

y Automática
•  Maestro/esclavo

•  Longitud
de
mensaje
ﬁja.

•  Longitud
total
13
Km

•  Aplicaciones:
sensor/actuador,
sistemas
de

producción,
...

Interbus-‐S
(II)

•  Medio
msico
de
conexión:

•  par
trenzado

•  Velocidad
de
transmisión:
500
Kbit/s

•  Distancia
segmento:

hasta
400
m

y Automática
•  Nodos
por
segmento:
256

•  Topología:
anillo
controlado
por
disposi<vo
central

o
tarjeta
de
control.

•  Acceso
al
bus:

•  Paso
de
tes<go

Bitbus
(I)

—  El
Bitbus
es
un
producto
Intel
y
fue
especiﬁcado
en
1984.
Se
desarrolló
para

garanHzar
el
intercambio
de
datos
entre
PCs
y
ordenadores
industriales

—  Este
sistema
de
bus
Hene
una
estructura
maestro/esclavo,
que
soporta
tanto

una
topología
de
bus
como
de
árbol
(con
repeHdores).
Otras
caracterísHcas:

¡  Permite
comunicar
un
maestro
y
27
esclavos

y Automática
¡  Se
puede
alcanzar
una
velocidad
de
transferencia
de
62,5
Kbit/s
con
una
longitud
de
línea

de
1,2
km

¡  Cuando
la
longitud
se
reduce
a
300
m,
la
velocidad
de
transferencia
puede
aumentar
a

375
Kbit/s

¡  Los
datos
pueden
ser
transmiHdos
sobre
cable
de
par
trenzado
o
ﬁbra
óp<ca

¡  Se
accede
al
bus
por
elección
("polling")

¡  Son
necesarios
un
par
de
cables
adicionales
si
se
uHlizan
repeHdores

¡  Pueden
ser
implementados
en
topología
mulHcapa
por
conexión
de
una
unidad
maestra
y

una
esclava
a
un
nodo.

CAN:
Controller
Area
Network
(I)

•  Impulsado
por
Bosch
(Alemania)
y
CiA
(CAN
in
AutomaHon).
Historia

•  Recogido
en
la
norma
ISO
11898/11519

•  Aplicación
en
la
industria
del
automóvil

•  Se
caracteriza
por
su
robustez.

y Automática
•  Medio
msico
de
conexión:

•  par
trenzado

•  Velocidad
de
transmisión:
50
Kbit/s
a
1
Mbit/s

•  Distancia
segmento:

40-‐
1000
m

•  Nodos
por
segmento:
127-‐64

•  Topología:
bus
lineal

•  Acceso
al
bus:

•  CSMA/CD
con
arbitraje
de
bit

CAN:
Controller
Area
Network
(II)

—  Los
vehículos
poseen
canHdad
de
sistemas
electrónicos
de
control

—  Con
sistemas
convencionales
el
intercambio
de
datos
implica
la
necesidad
de

líneas
de
señal
dedicadas.
Esto
resulta
cada
vez
más
costoso
y
complicado.

—  Bosch
desarrolló
el
"Controller
Area
Network"
(CAN),
estandarizado

internacionalmente
(ISO
11898)

y Automática
¡  Numerosos
fabricantes
producen
hoy
en
día
chips
con
este
estándar

—  Usando
CAN,
controladores,
sensores
y
actuadores
son
conectados
por
un
bus

serie.
El
bus
consiste
en
un
circuito
simétrico
o
asimétrico
de
dos
cables,
que

pueden
estar
apantallados
o
no

¡  Detecta
y
corrige
errores
de
transmisión
causados
por
interferencias
electromagnéHcas

¡  Gran
conﬁgulabilidad
del
sistema
global

¡  Posibilidad
de
centralizar
las
funciones
de
diagnósHco

—  El
uso
de
CAN
en
vehículos
permite
a
cualquier
estación
comunicarse
con

cualquier
otra
sin
que
suponga
gran
carga
adicional
para
el
controlador.

CAN:
Controller
Area
Network
(III)

y Automática

CAN:
Controller
Area
Network
(IV)

—  Los
principios
del
intercambio
de
datos
son:

¡  Cuando
los
datos
son
transmiHdos
por
CAN
no
se
direcciona
ninguna
estación,
sino
que
el

contenido
del
mensaje
(por
ej:
rpm
o
temperatura
del
motor)
es
designado
por
un

iden<ficador
que
es
único
en
la
red

¡  El
iden<ficador
define,
no
solo
el
contenido,
sino
la
prioridad
del
mensaje.
Esto
es

importante
a
la
hora
de
reparHr
el
acceso
al
bus
entre
varias
estaciones
que
intentan

uHlizarlo
al
mismo
Hempo

y Automática
—  Si
la
CPU
de
un
sistema
desea
enviar
un
mensaje
a
una
o
más
estaciones:

¡  Pasa
el
dato
a
ser
transmi<do
junto
con
su
iden<ficador
al
chip
CAN
correspondiente

("Make
Ready")

¡  A
parHr
de
ahí
es
este
chip
el
que
se
encarga
de
construir
y
transmi<r
el
mensaje

¡  Tan
pronto
como
el
chip
CAN
recibe
la
asignación
del
bus
("Send
Menssage")
todas
las

otras
estaciones
de
la
red
CAN
se
convierten
en
receptores
de
este
mensaje
("Receive

Message")

¡  Cada
estación
de
la
red
CAN
que
ha
recibido
el
mensaje
correctamente,
lleva
a
cabo
un
test

de
aceptación
para
ver
si
el
dato
recibido
es
relevante
para
esa
estación
("Select")

¡  Si
los
datos
son
relevantes
para
una
estación
en
concreto,
éstos
son
procesados
("Accept"),

de
lo
contrario
son
ignorados.

CAN:
Controller
Area
Network
(V)

—  Como
resultado
del
esquema
de
direccionamiento
orientado-‐al-‐
contenido
se
consigue
un
alto
grado
de
flexibilidad
en
la
configuración

del
sistema

—  Es
muy
fácil
añadir
estaciones
a
una
red
CAN
existente,
sin
necesidad

de
ninguna
modificación
hardware
o
sogware
en
las
estaciones

existentes;
a
condición
de
que
las
nuevas
estaciones
sean
puramente

y Automática
receptoras

—  Gracias
a
que
el
protocolo
de
transmisión
de
datos
no
requiere
la

dirección
msica
de
desHno
de
los
componentes
individuales,
el
sistema

es
capaz
de
soportar
el
concepto
de
electrónica
modular
a
la
vez
que

permite
la
recepción
múlHple
(broadcast,
mulHcast);
así
como
la

sincronización
de
procesos
distribuidos

—  De
esta
forma
las
medidas
que
son
necesarias
como
información
para

varios
controladores
pueden
ser
transmi<das
vía
red
y
así
es

innecesario
que
cada
controlador
tenga
su
propio
sensor.

AS-‐Interface
(I)

•  IniciaHva
europea.

• 
Subbus
de
muy
bajo
coste,
bus
de
transductores.

• 
Reduce
problemas
de
conexionado,
diagnósHcos
a
nivel
de

disposiHvo.

• 
Pasarelas
de
interfase
con
Proﬁbus,
DeviceNet,
CAN,
Interbus-‐S
y

y Automática
WorldFIP.

AS-‐Interface
(II)

•  AS-‐Interface
en
la
jerarquía
de
automaHzación

•  Complemento
para
todos
los
sistemas
de
campo

Nivel de control
Maestro

y Automática
Nivel de campo:
CAN DeviceNet FIP Interbus Profibus etc.

Esclavo Esclavo Esclavo Esclavo Esclavo Esclavo Esclavo Esclavo

Sensores y actuadores

AS-‐Interface
(III).
La
variante
de

instalación

M1 M2 M3

C1
C2

Maestro

C3

y Automática
C4

con
mazo
de
cables
con
AS-‐Interface

•  Menos
espacio

•  Menos
material

•  Más
claridad
organizaHva

AS-‐Interface
(IV).
Conexionado

—  Cable
plano
codiﬁcado
protegido

contra
polaridad
incorrecta

¡  IdénHca
tecnología
para
transmisión
a
través
de
Cable plano protegido contra
polaridad incorrecta
AS-‐Interface
y
para
alimentación
auxiliar

y Automática
— 
Técnica
de
penetración

¡  contactado
seguro
y
sencillo

¡  grado
de
protección
elevado
IP67,
incluso

después
de
reHrar
la
conexión

—  Conexión
sencilla
y
directa
de

sensores/actuadores
o
módulos

Cuchillas de Electromecánica
penetración AS-Interface

AS-‐Interface
(V).
Comunicación

Controlador

Maestro
Llamadas a maestro:

y Automática
Slave 1 Slave 2 Slav e 31 Slav e 1

Slave 1 Sl ave 2 Slave 31 Sla ve 1

Respuestas de esclavo:

Para el usuario: sin programación; sin configuración - ¡¡basta con la dirección!!

AS-‐Interface
(VI):
Principales
datos

•  Principio
maestro-‐esclavo
•  Cable
bifilar
sin
apantallar

•  Hasta
31
esclavos
acoplados
a
•  Información
y
alimentación

un
mismo
cable
eléctrica
a
través
de
un
mismo

•  Hasta
4
entradas
+4
salidas
por

cable

esclavo
(hasta
248
entradas
y
•  Longitud
de
cable
100
m
(300
m

y Automática
salidas
binarias
por
cada
red)
con
repeHdores/prolongadores)

•  Además
4
bits
de
parámetros
•  Estructura
de
árbol
libre
de
la

•  Son
posibles
E/S
analógicas
red

•  Configuración
electrónica
de
la

•  Grado
de
protección
hasta
IP67

dirección
a
través
del

•  Tiempo
de
ciclo
<
5
ms

acoplamiento
a
bus
•  Protección
contra
errores
muy

eficaz

AS-‐Interface
(VII):
Elevada
inmunidad
a

interferencias

•  Cada
telegrama
de
AS-‐Interface
se
supervisa
en
el
receptor
en

lo
que
respecta
al
bit
de
paridad
y
a
diversas
otras

magnitudes
independientes.

•  Queda
garanHzada
una
seguridad
extremadamente
elevada

y Automática
en
la
detección
de
errores
que
aparecen
una
sola
vez
y

múlHples
veces.

•  Una
repeHción
de
telegrama
requiere
150
µs
y
se
incluye
en
el

Hempo
de
ciclo
de
5
ms.

•  La
uHlización
del
AS-‐Interface
en
entornos
con
fuertes

interferencias
(p.ej.,
en
sistemas
de
soldadura,
converHdores

de
frecuencia)
puede
hacerse
sin
problemas.

¿Qué
se
puede
ahorrar
con
el
AS-‐
Interface?
(VIII)

Hardware
Esfuerzos/costes

•  Tarjetas
E/S
en
el
PLC,
PC
•  Tiempo
de
instalación
más
corto

•  Armario
eléctrico
más
pequeño
•  Tiempo
de
inspección
más
corto

•  Prensaestopas
PG
•  Puesta
en
servicio
más
rápida

y Automática
•  Conectores
múlHples
•  Menos
Hempo
para
la
elaboración

•  Canales
de
cables,
traviesas
de
esquemas

•  Anillos
rozantes/cables
arrastrables
•  Menos
esfuerzos
para
idenHﬁcación

•  Cajas
de
bornes
de
cables
y
bornes

•  Bornes
de
organización

•  Documentación
más
sencilla

•  Cables/cableado
•  DiagnósHco
más
rápido

•  Tiempos
de
mantenimiento
más

cortos

El
bene(icio
adicional
gracias
a

AS-‐Interface
(IX)

•  Prevención
de
errores
de
cableado

•  Ampliación
sin
modiﬁcación
del
armario
eléctrico

•  Ampliación
en
cualquier
punto
de
la
red

•  Instalación,
en
parte,
posible
por
personas
sin

y Automática
conocimientos
eléctricos

•  Preelaboración
de
la
instalación
en
fábrica
en
vez
de
en
el

lugar
de
obra

¡Inicio avanzado de la producción,
menos capital muerto!

AS-‐Interface
(X)
Aplicaciones

•  Sistema
de
bajo
coste

•  Sistema
de
que
funcione
de
manera
fiable
y
segura

incluso
en
las
condiciones
más
adversas

•  Sistema
de
que
pueda
trabajar
en
<empo
real

y Automática
•  Sistema
de
aplicación
universal

•  Sistema
de
instalación
sencilla
y

flexible

•  Sistema
de
ampliación
rápida
y
flexible.

Pro(ibus
(PROcess
Field
BUS
)
(I)

•  Es
una
red
de
altas
prestaciones
para
niveles
de
campo
y

de
célula

•  Impulsado
por
fabricantes
alemanes
en
1987

•  Desarrollado
por
fabricantes
y
usuarios

y Automática
•  En
1991
estándar
en
Alemania
DIN
19245

•  Norma
europea
EN
50170
en
1996

•  Amplia
implantación
en
el
mercado
europeo:
alrededor

de
1.000.000
nodos
instalados
mundialmente.
41%
del

mercado
de
buses
de
campo
en
Europa,
según
ConsulHc.

Pro(ibus
(II).
Localización

Nivel 4:
Corporativo Ethernet
Industrial
Estaciones de trabajo, PC
Nivel 3:
Sistema

y Automática
Cell level
Nivel 2-A: Área PLC, PC
Nivel 2-B: Célula PLC, PC

PROFIBUS
PLC, PC,CNC
Nivel 1: Campo micros

Nivel 0: Actuadores,
Dispositivo sensores

Pro(ibus
(III).
Características

•  Bus
de
campo
serie

•  Interconecta
disposi<vos
de
campo:
sensores,
actuadores,

PLC,

CN,
etc.

•  Dos
Hpos
de
estaciones:

•  AcHvas
(master)

y Automática
•  Pasivas
(slave)

•  Paso
de
tesHgo
entre
parHcipantes
acHvos

•  Maestro-‐esclavo
entre
nodos
asociados

Pro(ibus
(IV):
Método
de
acceso
al

medio

Paso de testigo entre participantes activos
Anillo lógico de paso de testigo

y Automática
Ea Ea Ea

PROFIBUS

Ep Ep Ep Ep

Ea Estación activa Maestro-esclavo entre
estación activa y sus
Ep Estación pasiva
pasivos asociados

Pro(ibus
(V):
Método
de
acceso
al

medio

y Automática

Pro(ibus
FMS,
DP,
PA
(I)

y Automática

Pro(ibus
FMS,
DP,
PA
(II)

PROFIBUS-‐FMS
PROFIBUS-‐DP
PROFIBUS-‐PA

Aplicación
Área
de
célula
Área
de
campo
Área
de
campo

Estándar
EN
50
170
EN
50
170
IEC
1158-‐2

Disposi<vos
conectables
PLC,
PC,
Disp.
prog
PLC,
PC,
disp.
prog,
PLC,
PC,
disp.
prog,

y Automática
disposiHvos
de
campo
disposiHvos
de
campo

analógicos
y
digitales,
analógicos
y
digitales,

controladores,
válvulas,
controladores,
válvulas,

OPs
OPs

T.
reacción
Menos
de
60
ms
1-‐5
ms
Menos
de
60
ms

Extensión
Sobre
100
km
Sobre
100
km
Máx
1.9
km

Velocidad
transmisión
9.6
kbit/s
9.6
kbit/s
31.25
kbit/
s

12
Mbit/s
12
Mbit/s

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