Fundamentos de Redes DeviceNet

REDES DEVICENET
Expositor: Richard Rios Ortiz
Gerente Técnico INMOTION ROBOTIC
DISEÑADO POR RICHARD RIOS ORTIZ - PROHIBIDA SU REPRODUCCION 1rrios@inmotionsac.com
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Automatización y Robótica Industrial
“Gente innovadora ofreciendo nuevas soluciones”

FUNDAMENTOS DE REDES DEVICENET
CONCEPTOS BASICOS
COMPONENTES DE UNA RED DEVICENET
DISEÑO DE LA CAPA FISICA DE UNA RED DEVICENET
CONTENIDO
CONFIGURACION DE UNA RED DEVICENET
DIA 1
2DISEÑADO POR RICHARD RIOS ORTIZ - PROHIBIDA SU REPRODUCCION rrios@inmotionsac.com
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FUNDAMENTOS DE REDES DEVICENET
La red DeviceNet™ proporciona conexión en red de control e información abierta a nivel de dispositivo para
dispositivos industriales simples. Éste usa Bus CAN como tecnología Backbone y define una capa de aplicación
para cubrir un rango de perfiles de dispositivos. Admite la comunicación entre sensores y accionadores y
dispositivos de más alto nivel tales como controladores programables y computadoras. Con alimentación
eléctrica y señal en un solo cable, ofrece opciones de cableado simples y rentables.
DEFINICION:
DeviceNet proporciona una red flexible y de conexión sencilla que ofrece entre sus beneficios más inmediatos,
un control descentralizado y permite la conexión de dispositivos de diferentes marcas gracias a la
interoperatividad y su carácter abierto y estándar. Con su instalación se obtiene una reducción drástica del
cableado, del tiempo de puesta en marcha y del coste de la instalación porque elimina la necesidad de recorrer
largas distancias de cable.
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CONCEPTOS BASICOS
Protocolo de comunicaciones:
Es un conjunto de reglas y normas que permiten que dos o más entidades de un sistema de comunicación se
comuniquen entre ellos para transmitir información por medio de cualquier tipo de variación de una magnitud
física. Se trata de las reglas o el estándar que define la sintaxis, semántica y sincronización de la comunicación, así
como posibles métodos de recuperación de errores
Capa Física y Medio de Transmisión:
DeviceNet usa una topología de red del tipo bus principal/derivación que permite que tanto para el cableado de la
señal como el de la alimentación estén presentes en el mismo cable. Esta alimentación, es suministrada por una
fuente conectada directamente en la red, y posee las siguientes características:
24Vdc
Salida DC aislada de la entrada AC
Capacidad de corriente compatible con los equipos instalados
El tamaño total de la red varía de acuerdo con la velocidad de transmisión (125,250, 500Kbps)
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CONCEPTOS BASICOS
La Capa de Enlace de Datos (Data link layer):
Devicenet utiliza el estándar CAN sobre la capa de enlace de datos. El gasto mínimo requerido por el protocolo CAN
en la Capa Enlace de Datos mejora el trabajo de DeviceNet cuando se trata de mensajes. El marco de
datos DeviceNet utiliza solamente el tipo de estructura de datos del protocolo CAN (entre otros existentes en el
protocolo CAN).
Topología de la red:
Las especificaciones de DeviceNet definen la topología y los componentes admisibles. La variedad de topologías
posibles se muestra en la figura siguiente.
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FUENTE DE ALIMENTACION
CABLEADO DE LA RED:
LINEA TRONCAL
LINEAS DERIVADAS
TIPO DE CABLE:
RONDA (Round cable)
PLANO (KwikLink flat cable)
FUNCION:
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CABLEADO DE RED:
CONSTITUCION:
NEGRO ALIMENTACION NEGATIVA (-24 Vcd)
ROJO ALIMENTACION POSITIVA (+24 Vcd)
BLANCO CAN_H (Señal alta)
AZUL CAN-L (Señal baja)
DESNUDO DRENAJE (inmunidad al ruido)
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LINEA TRONCAL (Round cable):
LINEA DERIVADA (Round cable):
Línea principal de la Red DeviceNet
Todos los nodos se conectan a ella a través de líneas derivadas
Está conectada a las Red Principal
El diámetro es menor al de la Línea Principal
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RESISTENCIAS TERMINALES:
ROUND CABLE Se utilizan resistencias terminales tipo MACHO o HEMBRA
Se colocan en puntos terminales de la Línea Troncal
Previenen el efecto “REBOTE” en la señal de comunicación
Evitan la distorsión de la señal de comunicación
KWIKLINK CABLE Las resistencias terminales se usan con tapas terminales (END CAP)
MACHO: Color Gris
HEMBRA: Color Negro
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TAPS:
Se utilizan para conectar la Línea Troncal a las líneas derivadas, cuando el medio físico es cable tipo
“RONDA”
TIPOS DE TAPS:
T-Port tap: Conector tipo “T” permite conectar solo una line derivada a la LINEA TRONCAL
DeviceBox tap: Conector tipo “CAJA” permite conectar hasta 8 líneas derivadas a la LINEA
TRONCAL
PowerTAP tap: Accesorio que permite conectar el cableado de RED a una fuente de
alimentación.
DevicePort tap: Conector tipo “CAJA” que permite conectar hasta 8 nodos a una LINEA
PRINCIPAL (Cable Ronda o KwikLink) utilizando una sola línea derivada
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TIPOS DE IDC:
IDC (Conectores con aislamiento desplazable):
Estos conectores se utilizan solo cuando la LINEA TRONCAL es un cable tipo KWIKLINK, permitiendo:
Conectar líneas derivadas a la LINEA TRONCAL
Conectar nodos directamente a la LINEA TRONCAL
Conector tipo abierto: Posee puntos de conexión expuestos. Se deben proteger con alguna
caja o cubierta cerrada por precaución.
Microconector: No posee puntos de conexión expuestos.
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FUNCIONES:
MODULO ESCANER:
Es una interfaz entre los diferentes nodos que están conectados en una Red DeviceNet y su Controlador
Organización y almacenamiento de Data (en su memoria) en forma de tablas de fácil acceso
Diagnostico de errores en la Red de comunicación
TIPOS: Dependen de la Plataforma del Controlador que se este empleando, ROCKWELL AUTOMATION
utiliza 5 tipos: 1771-SDN, 1747-SDN, 1756-DBN, 1784-PCIDS y 1769-SDN
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NODOS (equipos):
Dispositivos físicos con capacidad de comunicación DeviceNet que se conectan a la Red.
ITEM CATEGORIA EJEMPLOS
1 I/O Empaquetados ArmorBlock MaXum I/O, CompactBlock I/O
2 Modular I/O 1794 Flex I/O, 1734 POINT I/O (1734-ADN, 1734-ADNX)
3 Sensor 871TM Sensor inductivo de proximidad, RightSight Sensor
Fotoeléctrico
4 Interface del Operador PanelView Plus, 800E Estación de pulsadores
5 Controles de velocidad de
Motores
Bulletin 160 Drive, Bulletin 1305 AC Drive, PowerFlex 4
6 Dispositivos de control de
movimiento
ULTRA 3000, ULTRA 5000, KINETIX 300, KINETIX 6000
7 Arrancadores de Motores Bulletin 2100 IntelliCENTER MCC
8 Protectores de Motores Relé de sobrecarga E3, Bulletin 100 DSA
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PASOS PARA DISEÑAR EL CABLEADO DE UNA RED DEVICENET:
SELECCIÓN DEL TIPO DE CABLE: Se debe seleccionar el tipo de cable a utilizar según las condiciones
operacionales que deseamos que tenga nuestra red DeviceNet. Las opciones que tenemos son:
CABLE RONDA GRUESO: Se usa comúnmente para la LINEA TRONCAL. Puede manejar un
rango de corriente de hasta 8 amperios. Diámetro de 12.2 mm.
CABLE RONDA DELGADO: Se usa comúnmente para las líneas derivadas. Mayor flexibilidad
que el Cable ronda grueso. Diámetro de 6.9 mm
CABLE PLANO (KwikLink) GRUESO:
CLASE 1: Se utiliza con fuentes de alimentación tipo 1. Puede manejar un rango
de corriente de 8 amperios
CLASE 1: Se utiliza con fuentes de alimentación tipo 2. Puede manejar un rango
de corriente de 4 amperios
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Se utiliza solo para líneas derivadas. Es un cable sin drenaje y con 4 conductores.
CABLE PLANO (KwikLink) DERIVADO:
REQUERIMIENTOS OPERACIONALES DE UNA LINEA TRONCAL: Para asegurar que una Línea Troncal
funcione adecuadamente debe cumplir con las siguientes condiciones:
CABLE RONDA Y CABLE PLANO CLASE 1: No debe conducir corrientes superiores a 8
amperios
CABLE PLANO CLASE 2: No debe conducir corrientes superiores a 4 amperios.
TODOS LOS CABLES: No deben exceder la longitud máxima permitida de acuerdo a la
velocidad de transmisión de data
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MAXIMA LONGITUD DE LA LINEA TRONCAL:
VELOCIDAD DE
TRANSMISION
DISTANCIA MAXIMA
CABLE PLANO
DISTANCIA MAXIMA
CABLE RONDA
GRUESO
DISTANCIA MAXIMA
CABLE RONDA
GRUESO
125 K bit/s 420 m 500 m 100 m
250 K bit/s 200 m 250 m 100 m
500 K bit/s 75 m 100 m 100 m
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REQUERIMIENTOS OPERACIONALES DE UNA LINEA DERIVADA: Para asegurar que una Línea Derivada
funcione adecuadamente debe cumplir con las siguientes condiciones:
No debe conducir corrientes superiores a 3 amperios
La longitud de la línea no debe superar los 6 m (desde el ultimo nodo a la Línea Troncal)
La longitud total de líneas derivadas debe cumplir con los datos de la siguiente tabla, para poder
asegurar una adecuada funcionalidad a una determinada velocidad de transmisión:
VELOCIDAD DE TRANSMISION LONGITUD MAXIMA DE LINEAS DERIVADAS
125 K bit/s 156 m
250 K bit/s 78 m
500 K bit/s 39 m
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REQUERIMIENTOS OPERACIONALES DE LA FUENTE DE ALIMENTACION:
La fuente de alimentación debe tener su propia protección contra sobrecorrientes
La fuente de alimentación debe ser colocada lo mas cercana posible el centro de la Red
La fuente de alimentación debe ser calculada de manera que pueda suministrar la potencia
mínima exigida por cada nodo
La corriente máxima debe calcularse de acuerdo a la longitud de la línea derivada, según la
siguiente tabla:
LONGITUD DE LA LINEA DERIVADA CORRIENTE MAXIMA
1.5 m 3 Amperios
2 m 2 Amperios
3 m 1.5 Amperios
6 m 0.75 Amperios 18
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CALCULO DE LA POTENCIA ELECTRICA REQUERIDA POR LA RED:
METODO DE REVISION DE TABLAS: Se emplea en la fase inicial del diseño de la Red. En
ningún segmento de la Red debe haber sobrecargas.
Se realiza una sumatoria de los requerimientos de energía de cada dispositivo o nodo
Se determina la Longitud total de la Red
Se revisan lo valores máximos permitidos de corriente que aparecen en las tablas pre-definidas
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RESISTENCIAS TERMINALES:
Se deben colocar a ambos extremos de la Línea Troncal
Lo valores de las resistencias debe ser de 120 Ω y un una máxima disipación de potencia de ¼ W
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Muchas gracias por su asistencia…
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