Este documento resume una guía profesional sobre buses de campo. Explica brevemente la historia y estado actual de la normalización de buses de campo, con grupos como ISA, IEC y empresas trabajando para estandarizar tecnologías como Fieldbus, Profibus y HART. También describe algunas normas comunes como HART, que permite comunicación digital sobre cables analógicos existentes, y Profibus, un protocolo alemán ampliamente usado.

2. "Algunas palabras... "
INCLUSION EN NUESTRO SITIO WEB
Han pasado más de diez años desde la publicación de este
cuaderno profesional en papel. En breve trabajaremos en las
modificaciones. De este, como muchos de nuestros cuadernos
profesionales solo quedan ejemplares en Biblioteca y no esta
prevista su reimpresión de momento.
No deseamos que ningún socio se quede sin este material,
hemos resuelto incluirlo en nuestro sitio web, esperando – como
siempre- que este material sea de utilidad para Ud.
Susana Terlizzi
Gerente
Agosto de 2005

3. A modo de introducción...
Escribir sobre la importancia de los buses de campo en la industria, no
tiene mucho sentido por ser evidente...
Escribir sobre la necesidad de disponer de normas sobre buses de
campo tanto para usuarios como para fabricantes, no es ninguna
novedad...
Escribir que los buses de campo son el tema que más controversias,
disputas, esfuerzos y debates ha generado en el mundo entero en los
últimos años, explica simplemente el porqué de este Cuaderno
Profesional...
De lo que sí quiero escribir es acerca de uno de sus autores: el Ing.
José María Catalfo. Falleció con hondo pesar en el mes de abril de
1994.
Le faltaba una revisión final. No pudo ser. Pero no importa. Aquí está
su último trabajo.
¡Gracias!
Victor F. Marinescu

4. SUMARIO
1. El bus de campo dentro de las
arquitecturas de control distribuido de procesos 1
2. Descripción de la estructura de comunicaciones
digitales a través del modelo de capas 1
3. Breve historia y estado actual de los trabajos de
normalización de buses de campo 4
4. Descripción de algunas normas en uso 8
4.1 HART 8
4.2 Profibus 11
4.3 FIP 17

5. 1. El bus de campo dentro de las arquitecturas de control
distribuido de procesos
La tendencia imperante en los sistemas de control digital de procesos se
orienta hacia la descentralización del instrumental. En lugar de aumentar las
tareas a ejecutar por un único computador central (filosofía imperante en la
década del 70), hoy dichas tareas se particionan de manera de asignar
elementos inteligentes a cada una de ellas. Se abre así el problema de contar
con redes de comunicación seguras y eficaces entre los procesadores
individuales.
La estructura de comunicaciones de los sistemas CIM (Computer
Integrated Manufacturing) presenta una estructura jerárquica, en la cual cada
nivel involucra un determinado sistema de comunicación. El nivel más bajo, en
estrecha vinculación con el proceso, conecta sensores y actuadores entre sí y
con niveles superiores. Esta estructura de comunicación recibe el nombre de
bus de campo (Field-bus).

6. 2. Descripción de la estructura de comunicaciones
digitales a través del modelo de capas
El establecimiento de normas y protocolos normalizados representa
para las redes de interconexión de sistemas, al igual que en otras áreas de
la tecnología, un importante servicio tanto a fabricantes como a usuarios. El
ajustarse a normas implica que equipamiento de diferente origen pueda ser
intercambiable, lo que hace económicamente viable el desarrollo de
circuitos VI-SI de soporte y software especializado.
En el campo de las redes existe actualmente cierta anarquía en
cuestión de normas. Debe mencionarse sin embargo la estructura creada
por la International Standard Organization (ISO, Ginebra) destinada a
regular la creación de normas. La figura 1 muestra los niveles jerárquicos en
la definición de éstas.
Para enmarcar una dada norma, ISO ha creado el sistema abierto de
interconexión (OSI). Este sistema se basa en la división de un proceso de
comunicación en elementos independientes que poseen funciones
perfectamente delimitadas. Esto permite la elaboración de un Modelo de
Referencia del proceso. Este MR introduce el concepto de «capa», extraído
del mundo de los sistemas operativos. En lugar de desarrollar un gran
programa que maneje las tareas de comunicaciones,
Figura 1

7. se explicitan un conjunto de rutinas que realizan, cada una, una parte
específica de la tarea y poseen una estructura de intercambio de
información que permite el trabajo armónico.
El MR-OSI está estructurado en 7 capas, dispuestas una sobre otras,
señalando así un orden de jerarquía. (Fig. 2).
Capa Física:
Describe las características mecánicas y eléctricas del medio de
comunicación y la interfase entre éste y el resto de las capas
(presumiblemente realizadas por un elemento de cómputo) que incluye la
codificación y decodificación de las señales binarias.
Enlace de Datos:
Tiene la misión de empaquetar adecuadamente los mensajes a transmitir y
detectar errores en la recepción y la recuperación del sistema en caso de
mal funcionamiento. Se considera dividida en dos subcapas: Control de
acceso al medio de comunicación vinculado a la capa física (MAC) y Control
de enlace lógico LLC (Logical Link Control).
Figura 2

8. MAC es responsable de ejecutar el protocolo de acceso, en tanto LLC
realiza la organización del enlace en todo aquello que no se encuentre
relacionado con el tipo de LAN en particular, estableciendo, manteniendo y
terminando el enlace lógico entre nodos.
Red:
Responsable de agregar el direccionamiento adecuado cuando se trata de
redes con topología complicada, o circuitos que impliquen interconexión
entre redes. En este caso existen varios caminos posibles. No es usual
encontrarla presente en redes en ambientes industriales.
Transporte:
Provee a su capa superior la conexión virtual con su similar del nodo
corresponsal. Es la primera capa absolutamente independiente de la red. En
redes industriales tiene funciones mínimas de organización de mensajes,
cumpliendo funciones de interfaz.
Sesión:
Maneja los diálogos entre procesos (programas) en los nodos de origen y
destino.
Presentación:
Cumple funciones de interpretación de datos, paginado, organización
gráfica, etc.
Aplicación:
Es la real interfaz del sistema de comunicaciones con el usuario. El término
usuario, en un sistema CIM (Computer Integrated Manufacturing), se refiere
a programas ubicados en otros procesos del nodo corriendo eventualmente
en otros procesadores y que requieran el uso del sistema de comunicación.

9. 3. Breve historia y estado actual de los trabajos de
normalización de buses de campo
Uno de los beneficios prometidos por la revolución digital de las
comunicaciones en la industria, es la compatibilidad, aunque todavía la
proliferación de buses y redes ofrece muy poca. Nada es verdaderamente
compatible «pin a pin» y muy frecuentemente las incompatibilidades de
software son una pesadilla. Todavía no se ha conseguido algo que
reemplace al lazo de corriente 4-20 mA, que durante los últimos 25 años ha
ofrecido una verdadera compatibilidad entre dispositivos de distintos
fabricantes.
La pregunta es: ¿cuánto tiempo más puede el lazo de corriente seguir
satisfaciendo las necesidades de las plantas altamente automatizadas de
hoy en día?
Aún cuando el lazo 4-20 mA es útil en muchas aplicaciones, la
insaciable necesidad de datos requeridos por las modernas computadoras,
como así también los sofisticados algoritmos, exceden en mucho la
capacidad técnica de un lazo analógico.
Desde mediados de la década del '80, han proliferado los buses de
campo digitales, aunque desafortunadamente ninguno tuvo la suficiente
presencia para ser considerado un estándar «de facto». Varios grupos
comenzaron a trabajar para definir estándar particulares, de alcance
nacional, en distintos países; los casos del FIP (Factory Instrumentation
Protocol) en Francia, el Profibus (Process Field-Bus) en Alemania, el ISIbus
(Intrinsically safe) en Noruega, son algunos de los más conocidos.
Perdidas en esta confusión, están las verdaderas necesidades de los
usuarios: alta performance, confiabilidad, intercambiabilidad, fácil y rápida
instalación y por sobre todo bajo costo.
Es por eso que, en un importante esfuerzo, el grupo SP50 de la ISA
(Instruments Society of America) está trabajando para generar una
especificación que tenga en cuenta las necesidades de un amplio espectro
de usuarios. Esta especificación incluye una comprensiva cobertura de las
conexiones físicas, de las posibilidades del manejo de datos y del
procesamiento de los mismos.
Este grupo ha definido al Field-bus (bus de campo) como un enlace
serie de comunicaciones digitales entre elementos primarios de
automatización diseminados en el área de fabricación/control (Field-campo)
y dispositivos ubicados en niveles jerárquicos más altos de la
automatización y el control.

10. En una decisión inteligente, la Comunidad Europea a través de la IEC
(International Electrotechnical Commission) con su grupo de trabajo SC65
WG6 y el SP50 de la ISA, acordaron soportar una especificación común
para el estándar de fieldbus. Luego, también los fabricantes y usuarios
japoneses decidieron apoyar este estándar conjunto.
A mediados de 1992, sólo la Capa Física del estándar había sido
escrita, probada y aprobada. Las otras capas estaban en distintos puntos de
avance y sin ninguna estimación de fecha para su concreción. Por este
motivo, el 15 de septiembre de 1992, cuatro empresas del ramo: Fisher
Controls Inc., Rosemount Inc., Siemens AG y Yokogawa Electric Corp.
anunciaron la formación de un grupo denominado «Interoperable System
Project» (ISP), cuyo objetivo es desarrollar un único estándar internacional
abierto tal que a principios de 1994, haya productos comerciales que
puedan ser interconectados según esta norma. Este proyecto está basado
en el trabajo realizado por la IEC y el grupo SP50 de la ISA, como así
también en otras tecnologías internacionalmente probadas.
El ISP intenta edificar un estándar utilizando las bases propuestas por
el IEC y la ISA en aquellas porciones que sean estables como la Capa
Física y algunos subgrupos de otras capas tales como los bloques
funcionales de la Capa Usuario. En aquellas áreas donde la especificación
del SP50 esté incompleta, ISP pretende promover la utilización de
tecnología ya probada, como la de los protocolos FIP y Profibus. Además es
intención del ISP proveer un camino de migración para FIP y Profibus hacia
el nuevo y completo estándar SP50, como parte de una solución integral
para la interoperabilidad de sistemas y dispositivos.
En una comunicación posterior, el Grupo ISP decidió apoyar y utilizar
la experiencia desarrollada por el grupo de usuarios de Profibus.
Aproximadamente en la misma época, otro grupo entra en escena, el
WorldFIP, liderado por Honeywell. Este se define como una organización
global de fabricantes de dispositivos de control e instrumentación dedicados
al desarrollo de un estándar abierto para buses de campo.
Las especificaciones de WorldFIP estarán basadas en las
definiciones ya terminadas de la especificación realizada por el grupo
IEC/ISA SP50 y el estándar FIP.

11. Ambos grupos tratarán de ganar el dominio del mercado siguiendo
cada uno un camino diferente, aunque los dos pregonan migrar a un único
estándar definido por IEC/ISA.
El futuro mostrará si se logra llegar a un único estándar.

12. 4. Descripción de algunas normas en uso
En 1983 apareció un rudimento de field-bus, cuando Honeywell
superpuso una señal digital al lazo 4-20 mA de su transmisor diferencial de
presión. Desde entonces se lo conoce como transmisor inteligente. Luego
Rosemount, entre otros, siguió con su protocolo de comunicaciones HART.
En 1987 Foxboro introdujo la «Intelligent Automation Series» que utiliza
extensivamente las comunicaciones digitales.
Previo al field-bus, muchos enlaces de comunicaciones digitales
fueron usados en sistemas de control distribuido, conectando PLCs,
controladores PID, actuadores, sensores, etc., aunque todos ellos eran
propiedad de las distintas empresas y sin ninguna posibilidad de
interconexión con productos de otros fabricantes.
4.1. HART
HART es un protocolo de comunicaciones propiedad de Rosemount
Inc., utilizado para interconectar transmisores inteligentes tipo "smart". Es un
acronismo de «Highway Addressable Remote Trasducer» y define la forma
física de transmisión, los procedimientos de transacción, el manejo de
estructuras, el formato de datos y un conjunto de comandos.
La palabra "smart" (inteligente) es utilizada como descripción de un
dispositivo de campo que incluye un microprocesador. Esto implica mayor
funcionalidad, ya que por ejemplo, el instrumento provee mayor precisión en
la compensación de una no-linealidad, poder operar con diferentes
sensores, combinar dos o más medidas en una única y nueva medida, etc.
Frecuentemente proveerá la posibilidad de autotest y autodiagnóstico de
fallas, lo que simplifica el mantenimiento.
Estos dispositivos inteligentes permiten que, sobre los dos cables que
se utilizan actualmente para conectar los dispositivos de campo, coexistan:
la señal analógica, la comunicación digital y la alimentación. Es decir que se
consiguen las ventajas de una comunicación digital pero manteniendo la
compatibilidad con las señales analógicas (4-20 mA) de los sistemas
existentes (Fig. 3).
Si la variable de trabajo es leída mediante una comunicación

13. digital, la señal analógica de 4-20 mA ya no es requerida. El bus pasa a tener
otro carácter y hace posible conectar múltiples dispositivos de campo a un
mismo par de cables (multidrop) y comunicarse con cada uno por turno. En este
caso es necesario que cada dispositivo tenga una dirección a la cual responder
en cada requerimiento del controlador; esta dirección se incluye como parte del
mensaje (Fig. 4).
HART utiliza el estándar Bell 202, F.S.K. (Frecuency Shift Keying) a 1200
baud. Esta señal es superpuesta a los 4-20 mA y debido a su valor medio nulo,
no genera interferencias con la medida analógica.
El formato del mensaje es el siguiente:
preamble
Start
Chr.
ADDR Comm. B.count Status Data Chcksum
Preámbulo: Está compuesto de tres o más caracteres hexadecimales FF (todos
unos) que permiten al receptor sincronizar su reloj después de cualquier pausa
en la transmisión.
Carácter de comienzo (Start character): Este carácter puede tomar distintos
valores que indican el tipo de formato utilizado, la fuente del mensaje y el modo
de transmisión del dispositivo de campo.
Existen dos tipos de formatos para el mensaje. El denominado corto fue
utilizado hasta la versión HART 4, en el cual la dirección de
Figura 3

14. los esclavos es de 1 a 15 en instalaciones multidrop y 0 para un solo dispositivo
en conexiones individuales. La versión HART 5 introduce el formato largo en el
cual la dirección de un esclavo es un número de 38 bits único para cada
dispositivo.
Dirección (Address): Este campo de 5 bytes en el formato largo, contiene las
direcciones del maestro y del esclavo. El bit más significativo es utilizado para
definir la dirección del maestro (existen a lo sumo dos master en una línea
multidrop). El segundo bit más significativo determina si la transmisión es en
forma de bloques o no. Los 38 bits restantes corresponden a la dirección del
esclavo.
Comando: Este campo es un entero de 0 a FF hexadecimal y representa el tipo
de comando.
Cuenta de bytes (Byte Count): Es un entero que identifica el número de bytes
que restan en el mensaje sin considerar el «checksum».
Status: Este campo es incluido en el mensaje de respuesta dedos esclavos.
Consta de 2 bytes que indican si existió error, el primero, y el estado operacional
del esclavo el segundo.
Datos: No todos los comandos o respuestas contienen datos; los que si lo
hacen, pueden incluir hasta 24 bytes.
Checksum: Se utiliza para asegurar la integridad de la transmisión.
Figura 4

15. 4.2. Profibus
El protocolo. alemán Profibus (Process Feld Bus) define las
características técnicas y funcionales de un bus de campo serie que permite
interconectar dispositivos de campo digitales de bajo nivel (sensores y
actuadores) y de nivel medio (celdas). El sistema contiene estaciones maestras
y esclavas.
Un maestro puede obtener el control del bus y puede transmitir mensajes
sin requerimientos remotos. Estos dispositivos son también denominados
estaciones activas, típicamente son PLCs, controladores, etc.
Los esclavos son simplemente periféricos, por ejemplo sensores,
actuadores, transmisores, etc. No tienen derechos sobre el bus y sólo pueden
acusar recibo de mensajes o, a requerimiento de un maestro, transmitir
mensajes hacia él. Los esclavos son también denominados estaciones pasivas
y necesitan conocer sólo pequeñas partes del protocolo, por lo que éste es
particularmente simple de implementar. La figura 5 muestra una estructura
Profibus y su conexión con redes MAP.
Arquitectura
Profibus incluye las definiciones para todas las capas del modelo de
referencia OSI (Open Systems Interconection) (Fig. 6).
Capa Física
El estándar RS-485, que fue definido como versión base para la forma
de transmisión, considera todos los requerimientos del usuario en la mayoría de
las áreas del control de procesos. Las características principales de esta capa
son:
• Topología de red: Bus lineal terminado en ambos extremos con la impedancia
de línea.
• Medio Físico: Par trenzado con aislación galvánica. Mallado opcional.

16. • Número de estaciones: 32 estaciones sin repetidores. Usando repetidores
se puede extender a 127 estaciones.
• Largo del bus: 1200 m máximo, extendido a 4800 m con repetidores y
dependiendo de la velocidad de transmisión.
• Velocidad de transmisión: 9,6; 19,2; 93;75; 187,5 y 500 Kbit/seg.
• Conector: Tipo D de 9 pines.

17. • Codificación NRZ (non return to zero).
• Transmisión asincrónica, half duplex.
Adicionalmente y para expandir el campo de aplicación, Profibus está
trabajando en la definición de otras técnicas de transmisión como alternativa al
RS-485.
Para aplicaciones en ingeniería de procesos y minería, técnicas de
transmisión con seguridad intrínseca están en preparación.

18. Todas las variantes de las técnicas de transmisión a nivel físico, utilizan un único
método de acceso al medio (Capa 2) y un único protocolo de aplicación (Capa 7).
Acceso al medio (Capa 2)
El segundo nivel del modelo OS¡ tiene en cuenta las funciones de control de
acceso al medio, la integridad de los datos y la ejecución de los protocolos de transmisión
y mensajes.
El control de acceso al medio (MAC) define cuando una estación puede transmitir
y debe asegurar que sólo una estación transmita en un instante dado. El protocolo
Profibus incluye el método de pasaje de token para comunicación entre estaciones
complejas (maestros) y además el método maestro-esclavo para la comunicación entre
un maestro y dispositivos periféricos simples (esclavos). Este método combinado se
denomina acceso al medio de tipo híbrido (Fig. 7).
El método de pasaje de token asegura en sí mismo el derecho de acceder al bus
de cada estación maestra, dentro de intervalos de tiempo predefinidos. El token es un
mensaje especial que transfiere

19. el derecho de utilización del bus de un maestro al siguiente; circula dentro de un
anillo lógico, asegurando tiempos prefijados de transmisión para cada uno de
los maestros. Este método se utiliza exclusivamente entre estaciones
complejas.
El método maestro-esclavo permite a la estación activa que tiene
posesión del bus, enviar o recibir mensajes hacia y desde sus estaciones
pasivas (esclavos) asociadas.
Debido a que ambos métodos tienen sus ventajas dependiendo de la
aplicación, Profibus permite configurar:
• Un sistema maestro-esclavo.
• Un sistema maestro-maestro puro (pasaje de token).
• Un sistema con la combinación de ambos métodos.
Algunas características del Capa 2 son:
• Acceso al bus híbrido, combinación de acceso centralizado y descentralizado.
• Servicio de transmisión de datos, tres acíclicos y uno cíclico.
• Posibilidad de transmisión de datos a todos los miembros de la red
(broadcast) o a un grupo de ellos (multicast).
• Formato del mensaje según la norma IEC 870-5-1.
• Vigila la integridad de los datos.
La figura 7 muestra una estructura Profibus con tres estaciones activas
(maestros) y siete estaciones pasivas (esclavos). Los tres maestros forman un
anillo lógico con pasaje de token.
Una estación activa luego de recibir el token puede realizar
comunicaciones con todos los esclavos en una relación de comunicación
maestro-esclavo y con las otras estaciones activas en forma maestro-maestro.
El anillo lógico es la forma de organizar las cadenas de estaciones
activas. En este anillo, el derecho de acceso al medio (token) circula de un
maestro al siguiente en una secuencia predefinida.
La generación del anillo lógico y el establecimiento del token, es una
tarea que realiza el MAC (Media Access Control) durante la inicialización del
sistema.

20. Otra importante tarea realizada por el nivel 2 es mantener la integridad de
los datos a través de la detección de errores.
Capa de aplicación
La capa 7 del modelo OSI provee los servicios de aplicación para el
usuario, permitiendo una forma eficiente de transferencia de datos entre
procesos de aplicación.
La capa de aplicación en Profibus está especificado en la norma DIN
19245 Parte 2 y está subdividida en dos grupos:
• Fieldbus Message Especification (FMS)
• Lower Layer Interface (LLI)
El FMS describe los objetos de la comunicación, los servicios de
aplicación y los modelos que resultan de una comunicación entre dos
estaciones.
El LLI se encarga de adaptar las funciones de aplicación a las distintas
características de la capa 2.
Para que este sistema sea universalmente aplicable, se ha tratado de
hacer de Profibus un estándar ampliamente funcional. Para las distintas
aplicaciones, habrá que adaptar esta funcionalidad a las necesidades reales y
concretas que se presenten; esta selección se realiza en definiciones de
aplicaciones específicas denominadas perfiles.
Un perfil contiene más información que la simple selección de los
parámetros de una comunicación y en la actualidad se pueden conseguir para
los siguientes campos de aplicación:
• Automatización de edificios.
• Sensores y actuadores.
• Controladores Lógicos Programables.
• Máquinas textiles.

21. 4.3. FIP
El Factory Instrumentation Protocol (FIP) es un protocolo desarrollado por
un consorcio de empresas francesas y aceptado por la organización de normas
Nacionales de Francia (UTE). Este protocolo, muy parecido al Profibus, utiliza
también tres de las siete capas del modelo OSI de la International Standard
Organisation (ISO): la capa 7 de aplicación, la capa 2 (data link) y la capa 1
física (Fig. 8).
La definición de este protocolo fue basada en:
• Consideraciones económicas - Costos reducidos en el cableado. - Ahorro en
el diseño, instalación y ajuste.
• Consideraciones técnicas
- Fácil mantenimiento y modificaciones.
- Simplificación del cableado tradicional punto a punto entre sensores y unidades
de control.
- Tiempo de respuesta garantizado.
- Seguridad.
- Acceso a todas las variables.

22. Para la capa física, FIP indica cable retorcido blindado, aunque es
posible utilizar fibra óptica o enlaces por radiofrecuencia. Existen tres opciones
de velocidad de transmisión: 31,25 Kbit/seg, 1 Mbit/ seg y 2,5 Mbit/seg.; la
primera y la tercera para casos especiales.
Una velocidad adicional de 5 Mb/s ha sido definida en el caso de
utilización de fibra óptica.
La transmisión se realiza en banda base con codificación Manchester;
de esta manera es posible transmitir la sincronización temporal de señales y
datos.
La figura 9 (a) muestra una secuencia de pulsos 1101. La figura 9 (b)
muestra la misma secuencia codificada en Manchester.
En el protocolo FIP se definen los bits de ecualización positivos y
negativos (EB+ y EB-); estos son un uno y un cero lógicos codificados. Al nivel
positivo cuyo ancho es el de un pulso completo se lo denomina violación
positiva (V+) y al nivel negativo, violación negativa (V-).
Los mensajes están compuestos de tres partes:
• Secuencia de comienzo (FSS) Frame Start Sequence.
• Datos y Control.
• Secuencia de finalización (FES) Frame End Sequence.

23. La secuencia de comienzo tiene los siguientes campos:
Preámbulo: Está compuesto de 8 unos seguidos, lo que permite la
sincronización del transmisor y del receptor.
Delimitador de comienzo: Esta serie (V+, V-, V+, 1, V-) le indica al nivel de
enlace de datos (data link) el comienzo de información útil (CAD). Esta
secuencia es seguida por un bit de ecualización EB+.
El campo de control y datos (CAD) contiene sólo información lógica («0„ y
«1»).
La secuencia de finalización comienza con un bit de ecualización EB-
seguido por el campo ED.
Del imitador de finalización (ED): La serie (V-, V+, V-, 0, V+) es utilizada por el
nivel enlace de datos para localizar la finalización del campo de datos y control.
El delimitador es seguido por un bit de ecualización EB-.
La cantidad máxima de estaciones permitidas por el protocolo FIP es de
256, siendo la longitud máxima del bus de 2000 metros sin repetidores.

24. Capa Enlace de Datos
La capa 2 Enlace de Datos (Data Link) tiene en cuenta el acceso al
medio físico. Permite dos tipos de servicios de transmisión:
• Intercambio de variables identificadas. Estas variables son las del proceso,
generadas por sensores y ejecutadas por actuadores.
• Transferencia de mensajes. Entre estos mensajes se encuentran los
comandos de configuración, distintos archivos de datos, etc.
Estos intercambios se pueden realizar de dos maneras:
• En forma cíclica. Cuando el sistema es configurado, los nombres de los objetos
y su periodicidad están predeterminados. El intercambio de variables o
mensajes se realiza automáticamente, no es necesario ningún requerimiento por
parte del usuario. Este intercambio respeta las restricciones de una operación
en tiempo crítico, utilizando un modelo de comunicaciones tipo
productor/distribuidor/consumidor. En este modelo, las variables del proceso son
emitidas sobre toda la red, lo cual, junto a otros procedimientos inherentes al
FIP, garantiza la velocidad de transferencia de las variables y asegura su
validez temporal.
• Debido a un requerimiento específico de un usuario se pueden intercambiar
valores de una o más variables o determinados mensajes.
En FIP existen dos modelos de direccionamiento:
• Direccionamiento de variables.
Cada variable en un sistema distribuido es asociada con un identificador que la
caracteriza en forma unívoca. Estos identificadores se codifican utilizando
números enteros de 16 bits.
• Direccionamiento de mensajes. Los intercambios de mensajes pueden ser
punto a punto o multipunto en un segmento determinado. Cada mensaje
transmitido contiene

25. la dirección de la entidad transmisora y la dirección de la receptora. Estas
direcciones se codifican utilizando 24 bits, e indican el segmento de la red y la
dirección de la estación en ese segmento.
Capa de Aplicación
Para el nivel de aplicación, FIP también ha adoptado el protocolo MMS
(Manufacturing Message Specification), estándar internacional para el nivel 7 del
modelo OSI. El propósito del MMS, como se mencionó anteriormente, es facilitar
la transferencia de información digital codificada entre diferentes dispositivos.
Esta especificación define la forma y el significado de los mensajes de manera
tal de asegurar que los mensajes generados por una entidad de comunicación
transmisora puedan ser procesados por la receptora y que la interpretación de
estos mensajes sea la misma en ambas entidades.
Los servicios del nivel de aplicación están divididos en tres grupos como
muestra la figura 10.
ABAS: Servicios de aplicación para arbitraje del bus.
MPS: Servicios de fabricación periódicos y aperiódicos. subMMS:
Subset del servicio de mensajes.
SM...MPS: Conjunto de servicios para manejo de redes basado en MPS.

26. Conjunto de servicios para manejo de redes basado en servicios de mensajes.
MCS: Servicios de comunicación de mensajes.
Estos servicios hacen de interfaz entre el sistema y el usuario, ya sea en
forma local o remota. Por ejemplo, MPS brinda al usuario los siguientes
servicios:
• Lectura/Escritura local o remota.
• Indicación de transmisión/recepción de variables.
• Verificación de la actualidad de la información utilizada.
• Información sobre la consistencia espacial y temporal de los datos.
Este protocolo no ha tenido en cuenta la posibilidad de alimentar
sensores y todavía no está definida la forma de operación en ambientes donde
sea necesaria la seguridad intrínseca, aunque se está

27. definiendo el componente FIPC02 que, debido a su bajo consumo, podrá ser
utilizado para resolver algunos problemas de este tipo.
Componentes
1. Circuitos integrados
Cegelec y Telemecanique han desarrollado componentes específicos
que permiten manejar parte o todo el protocolo FIP.
FIPART
Este es el primer circuito de la línea FIP. Este componente es fabricado
Por Telemecanique enteramente en silicio. Cubre los servicios del nivel físico
independientes de los soportes de comunicación (codificación Manchester,
detección de errores, etc.).
También incluye algunos servicios del nivel 2 tales como: cálculo y
verificación del «checksum», transmisión de las secuencias de comienzo y
finalización de mensajes, etc.

28. FIPART es un coprocesador de comunicaciones. Provee dos interfaces:
una serie y una paralelo (Fig. 11).
FIPIU
Este componente desarrollado por Telemecanique en silicio, cubre los servicios
del nivel físico independientemente del soporte de transmisión y todos los
servicios del nivel enlace de datos, incluido el manejo de red (Fig. 12).
El FIPIU provee tres interfaces:
• Una interface con el bus.
• Una interface con el sistema de procesamiento.
• Una interface a memoria.
FULLFIP
Es el más completo de los circuitos que soportan este protocolo. Cubre la capa
física independientemente del medio de transmisión, como así también los
servicios de la capa 2 enlace de datos y de la capa 7 de aplicación (Fig. 13).

29. Tiene tres tipos de interfaces:
• Una interface con el bus.
• Una interface con el sistema.
• Una interface a una memoria privada.
La interface con el sistema es de tipo asincrónica compatible con la familia de
procesadores 68000 de Motorola. El diálogo entre el microprocesador y el circuito
FULLFIP se realiza a través de un bus paralelo de 8 bits. El FULLFIP es visto por el
procesador como un conjunto de registros.
2. Sensores
De presión, caudal, nivel, temperatura, etc., son fabricados por ABB Kent-Taylor, Bailey,
Hartmann & Braun, etc.
3. Dispositivos de control
PI-Cs, Controladores, Adquisidores: Cegelec, Bailey, Telemecanique, etc.
4. Placas estándar
VME Microprocess,Continentale
G64-G96 Cegelec, Microprocess
PC Cegelec, Digimetrie
5. Actuadores remotos
Analógicos Bailey, Cegelec, Telemecanique
Digitales Bailey, Cegelec, Telemecanique
6. Varios
Interface FIP-Microcontrolador 8051 Sensorex
FIP-Ethernet Gateway ITT Cannon, Telemecanique

30. 7. Software
Biblioteca FIP-PC Digimetrie
Software de Evaluación Cegelec
Paquete de Software para productos FIP Club FIP