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Aplicaciones y Normas en Redes Industriales
19 de Julio de 2012 Santiago, Chile
Ernesto Pinto L.Miembro IEEE,Jefe Técnico en Tecnología Integral S.A. (AIE)
Redes IndustrialesTT-CAN
IEEE 802.3
CASM
TCP-IP
CSMA-BA
TTP-A
Interbus
Hart
IEC
JBUS
GENIUS
CSMA-CA
EN 50170
FIPWay
ControlFIP
Modbus
FieldBus Foundation
PROFInet
IEEE 802.4
FDDI
UWB
PLAN
LocaFIP
FTT-CAN
LIN
ASI
EiBUS
IEC 61784
EN 50254
MAP
Profibus-DP
Mini-MAP
IEEE
IEC 61158
ControlNet
CSMA-DCR
EN 50 295
CANopenDeviceNet
P-NET
SDS
Profibus-FMS
Ethernet
Profibus-PASercos
BlueToothEtherLink
IEEE 802.11
LON
VAN
MIL 1553B
ARCNET
F8000
OPTOBUS
WorldFIP
IEEE P1118
J1939
SERIPLEX
Contenido
Introducción. Organizaciones Redes Industriales Normalización Industria de la madera Conclusiones
Introducción
Nivel de célula :
En él se sitúa el sistema de control que secuencia y controla una tarea específica. Gestiona los recursos y materiales dentro de la propia célula.
Nivel de estación :
En él se encuentra el controlador de cada recurso individual, ej. máquinas-herramienta, robots, sistemas de medición, sistemas de transporte,...
Nivel de proceso :
Dispositivos de campo que interactuan con el proceso : sensores,actuadores, etc...
Nivel FactoríaPlanta
GestiónPlanificación
Suministro de recursos secuenciamiento global
operaciones
Coordinación de máquinaY operaciones
Control de operacionesde los dispositivos de fabricación
Sensores/Accionadores
Nivel Sección
Area
Nivel Célula
Nivel Estación
Nivel Proceso
• Niveles funcionales en un modelo de control jerárquico :•Nivel Factoría :
• Funciones de gestión de la producción, planificación de operaciones, ingeniería, gestión de almacén,.....
• Nivel de sección/área :• Se generan órdenes de ejecución hacia el nivel
de célula en base a las indicaciones del nivel de factoría.
• Funciones de elaboración de secuencias deproducción, secuenciamiento de tareas ycoordinación de recursos en la planta.
Modelo OSI para comunicación de los buses de campo.
Modelo OSI
Organizaciones• Problemas en normalización: especificaciones de distintos
proyectos:
Fieldbus Foundation ISP: Interoperable System Project PTO: Profibus Trade Organisation ODVA: Open DeviceNet Vendor Association World FIP IEEE Entre otras…
Redes industriales• ¿Qué es un Bus de Campo?
Un medio compartido“sistema de comunicación para intercambiar datos entre
sistemas de automatización y dispositivos de campo”
Columna vertebral de un sistema“Sistema de comunicación en tiempo real basado en el
modelo OSI”
Red de tiempo Real“Sistema de comunicación que provee servicios bajo
restricciones temporales y está constituido por protocolos capaces de gestionar estas restricciones”
Redes Industriales• ¿Qué es un Bus de Campo?
Concepto Global
“Sistema de dispositivos de campo y/o dispositivos de control que utilizan un medio físico común para intercambiar datos”
Redes Industriales
NormalizaciónBuses de Alta Velocidad y Baja Funcionalidad
CAN: (Controller area Network) (ISO11898) Diseñado originalmente para su aplicación en vehículos.
SDS: (EN 50325-4) Bus para la integración de sensores y actuadores, basado en CAN.
ASI: (Actuator Sensor Interface) (EN 50295-2) Bus serie para la integración de sensores y actuadores.
Capa física + Capa de Enlace
NormalizaciónBuses de Alta Velocidad y Funcionalidad Media
DeviceNet: (IEC IS 62026-3) Desarrollado por Allen-Bradley, utiliza como base el bus CAN, e incorpora una capa de aplicación orientada a objetos.
LonWorks: (Local Operating Network) Red desarrollada por Echelon.
BitBus: Red desarrollada por INTEL.
InterBus: (EN 50254-2) Bus de campo de uso común en aplicaciones medias.
Capa física + Capa de Enlace + Capa de Aplicación
NormalizaciónBuses de Alta Prestaciones
Profibus:(EN 50170-2 y IS 61158-3) Tiene una amplia gama de aplicaciones en la industria.
WorldFIP: (Factory Instrumentation Protocol) (EN 50170-3 y IS 61158-7) Telemecanique. Fácil de mantener y modificar.
Foundation Fieldbus: (EN 50170-A1 y IS 61158-5). Permite control distribuido, monitoreo y calibración, entre muchas cosas más…
Capa física + Capa de Enlace + Capa de Aplicación + Capa de Usuario
EN 50170-1 (1996)EN 50170-2 (1996)EN 50170-3 (1996)EN 50170-A1 (2000)EN 50170-A2 (2000)EN 50170-A3 (2000)EN 50254-2 (1998)EN 50254-3 (1998)EN 50254-4 (1998)EN 50325-2 (2000)EN 50325-3 (2000)EN 50325-4 (2000)EN 50295-2 (1998)
Normalización
CENELEC standarsNombre Comercial
IS 61158 Type 4IS 61158 Type 3IS 61158 Type 7IS 61158 Type 5IS 61158 Type 3IS 61158 Type 2IS 61158 Type 8IS 61158 Type 3IS 61158 Type 7IS 62026-3 (2000)IS 62026-5 (2000)IS 62026-4 (2000)IS 62026-2 (2000)
P-NETPROFIBUSWorldFIPFoundation FielbusPROFIBUS-PAControlNetINTERBUSPROFIBUS-DPWorldFIP (FIPIO)DeviceNetSDSCANOpenAS-Interface
IEC Standars
CANopenCANopenDeviceNet/ControlNetLonWorksModbus-RTUPROFIBUSSERCOS I/IICC-LINKFieldbus Foundation H1
Actualidad
EtherCATEthernet PowerEthernet/IPLon over EthernetModbus-TCPPROFINETSERCOS IIICC-LINK IEFieldbus Foundation HSE
Protocolos estándar Protocolos basados en ethernet
IEC 61 784-2 esta basado en Ethernet
Múltiples etapas de Comunicación en una Industrial.
Industria de la madera
Motores activados por Variadores de frecuencia y seteados por una comunicación de bus de campo..
Industria de la madera
Industria de la madera
Motores.
Industria de la madera
Conclusiones
Ventaja de un red industrial
Visualización y supervisión de todo el proceso productivo (Nivel: Usuario a Sensores).
Posibilidad de intercambio de datos entre sectores del proceso y entre departamentos.
Programación a distancia.
Mejorar del rendimiento general de todo el proceso.
Conclusiones
Cómo elegir un bus de campo:
Interoperabilidad: equipos heterogéneos que puedan funcionar correctamente.
Duración: los dispositivos de campo deben tener un LIFETIME prolongado, así como su comercialización y su mantención, a la par que se asegure suficiente flexibilidad para adaptarse a los cambios del mercado.
Sistema de comunicación Industrial
GRACIAS !!!!!
Sistema de comunicación Industrial CASOS PRÁCTICOS -- HH???