¿Qué son las redes de comunicación industrial? Una visión general

Una visión general de los programas y redes de comunicación industrial

Un comunidad de comunicación industrial es la columna vertebral de cualquier estructura de sistema de automatización porque ha ofrecido un medio robusto de alternancia de información, control de conocimientos y flexibilidad para acoplar numerosos aparatos. El uso de redes de comunicación digital propias en las industrias durante la década anterior ha permitido mejorar la precisión e integridad de la señal digital de extremo a extremo.

Estas redes, que pueden ser tanto LAN (Comunidad Espacial Nativa, que se utiliza en un espacio restringido) como WAN (Comunidad Espacial Enorme, que se utiliza como sistema internacional) permiten que grandes cantidades de información hablen utilizando una variedad restringida de canales. Las redes industriales han llevado además a la implantación de diversos protocolos de comunicación entre controladores digitales, aparatos de disciplina, numerosos instrumentos de programas de software asociados a la automatización y también programas externos.

A medida que los programas de automatización económica se complican y se hacen enormes, con una mayor variedad de aparatos de automatización en el terreno de la gestión, en la actualidad, el desarrollo se dirige hacia los requisitos de la Interconexión de Programas Abiertos (OSI), que permite interconectar y hablar de forma fiable sobre cualquier par de aparatos de automatización, independientemente del productor.

Con el desarrollo de la pericia digital, la pericia de campo está gobernando la disciplina de la automatización porque proporciona una facilidad de comunicación multidireccional que valora la comunicación eficiente y el ahorro de cables. Lo siguiente es un resumen de algunos redes de comunicación industrial que ocupan un lugar importante en los programas de gestión industrial actuales.

¿Qué es una comunidad de comunicación industrial?

La comunicación del conocimiento se refiere a la transformación del conocimiento o know-how, en gran parte en forma digital, de un emisor a un receptor a través de un hipervínculo (que puede ser un cable de cobre, un cable coaxial, una fibra óptica o algún otro medio) que conecta a estos dos.

Las redes de comunicación convencionales se utilizan para permitir la comunicación de conocimientos entre los sistemas informáticos, los sistemas informáticos y sus periféricos, y diferentes aparatos. Sin embargo, comunidad de comunicación industrial es un tipo particular de comunidad hecha para tratar la gestión en tiempo real y la integridad del conocimiento en entornos difíciles sobre instalaciones gigantescas.

Algunos ejemplos de redes de comunicación comerciales son Ethernet, DeviceNet, Modbus, ControlNet, etc.

Los tres mecanismos de gestión vitales utilizados en la disciplina de la automatización industrial incorporan los controladores lógicos programables (PLC), la gestión de supervisión y adquisición de conocimientos (SCADA) y el sistema de gestión distribuida (DCS). Todas estas piezas ofrecen gadgets de disciplina, gadgets de disciplina sensibles, PC de gestión de supervisión, controladores de E/S distribuidos y ajustes de HMI.

Con el fin de presentar una interconexión entre estos artilugios y también para permitir la comunicación entre ellos, se necesita una comunidad o esquema de comunicación robusto y más práctico. Se diferencian mucho de las redes empresariales convencionales. Estas redes industriales tipifican una vía de comunicación entre los aparatos de disciplina, los controladores y los PC.

Los medios de transmisión para pasar la información y los indicadores de gestión pueden ser tanto alámbricos como inalámbricos. En el caso de la transmisión por cable, se utiliza un cable que puede ser un par trenzado, un cable coaxial o una fibra óptica. Cada cable comunitario tiene sus características eléctricas personales que pueden ser mucho menos o más apropiadas para un tipo concreto de comunidad o entorno. En el caso de la transmisión wi-fi, la comunicación se realiza mediante ondas de radio.

Un bus de campo es otra comunidad espacial de gestión nativa utilizada para programas de gestión distribuida en tiempo real en programas industriales automatizados complicados. Es un hipervínculo digital de comunicación bidireccional multipunto entre los controladores y los dispositivos de disciplina inteligente, como los sensores/actuadores/transductores sensibles. Sustituye al sistema de comunicación estándar punto a punto, compuesto por tantos pares de cables, debido a la variedad de aparatos de la disciplina.

En el caso del sistema de bus de campo, dos cables son suficientes para muchos aparatos que pertenecen a la misma sección. El resultado es un ahorro monumental en el valor de los cables. Profibus y Basis Discipline Bus son las 2 ciencias aplicadas de bus de campo más dominantes utilizadas en el curso de la disciplina de la automatización.

Bandas jerárquicas en las redes de comunicación industriales

Antes hemos mencionado la asociación jerárquica del sistema de automatización, confiando en su rendimiento y en el movimiento de datos en Automatización industrial artículo. En un curso de producción o de negocios, los conocimientos o la experiencia fluyen desde el grado disciplinario hasta el grado de negocios (de abajo hacia arriba) y viceversa.

Gamas totalmente diferentes deben atender a necesidades completamente diferentes de un grado seleccionado. Por tanto, está claro que ninguna comunidad de comunicación se ocupa de las necesidades de cada grado. Por lo tanto, rangos completamente diferentes pueden utilizar comunidades completamente diferentes basadas sobre todo en necesidades como la cantidad de conocimiento, la transmisión de conocimiento, la seguridad del conocimiento y muchas otras. Basándose principalmente en el rendimiento, las redes de comunicación industrial se clasifican en tres rangos normales que se mencionan a continuación.

Nivel de la máquina

Este grado inferior consiste en aparatos de disciplina como sensores y actuadores de procesos y máquinas. El deber de esta titulación es intercambiar conocimientos entre estos aparatos y el curso técnico de las piezas que se asemejan a los PLC. El intercambio de conocimientos puede ser digital, analógico o híbrido. Los valores medidos pueden mantenerse durante periodos de tiempo más largos o durante un breve intervalo.

Para presentar la comunicación del grado de disciplina, se utilizan ampliamente las estrategias de comunicación en serie punto a punto de 4-20 mA. Estas redes adoptan cables paralelos y multifilares como medio de transmisión. Los requisitos de los protocolos de comunicación en serie más frecuentes utilizados en esta titulación son RS232, RS422 y RS485. Se pueden obtener muchas redes de comunicación de diferentes grados de disciplina que se caracterizan por varios factores como el tiempo de respuesta, la medida de los mensajes y muchos otros.

Hoy en día, el conocimiento del bus de campo es esencialmente la comunidad de comunicación más refinada utilizada en el grado de disciplina porque facilita la gestión distribuida entre numerosos aparatos y controladores de disciplina sensibles. Es un sistema de comunicación bidireccional en el que se manejan muchas variables con una sola transmisión. Varios tipos de bus de campo incorporan HART, ControlNet, DeviceNet, CAN Bus, Profibus y Basis Discipline Bus.

Licenciatura en Gestión

Este grado consiste en controladores comerciales parecidos a los PLC, modelos de gestión distribuida y programas para ordenadores portátiles. Las funciones de este grado comprenden la configuración de los aparatos de automatización, la carga del conocimiento del programa y el curso del conocimiento de las variables, el ajuste de las variables establecidas, la supervisión de la gestión, la visualización del conocimiento de las variables en las HMI, el archivo del historial y muchas otras. Por lo tanto, este grado requiere características como un tiempo de respuesta rápido, una transmisión de velocidad excesiva, una duración rápida de los conocimientos, una sincronización de las máquinas, un uso fijo de los conocimientos vitales, y muchas otras.

Las redes espaciales nativas (LAN) se utilizan ampliamente como redes de comunicación en este grado para lograr los rasgos deseados. Ethernet con el protocolo TCP/IP se suele utilizar como comunidad de grado de gestión para unir los modelos de gestión con los sistemas informáticos. Además, esta comunidad funciona como un bus de gestión para coordinar y sincronizar entre numerosos modelos de controladores. Algunos buses de campo se utilizan además en este grado como buses de gestión similares a Profibus y ControlNet.

Grado de información:

Es el grado más alto del sistema de automatización económica que recoge los conocimientos de su grado de disminución, es decir, el grado de gestión. Ofrece con volúmenes gigantescos de información que no son de uso fijo ni vital en el tiempo. En este grado hay redes de escala gigante. Por lo tanto, las WAN Ethernet se utilizan generalmente como redes de grado de información para la planificación de las unidades de producción y la administración de información alternativa. Generalmente estas redes pueden conectarse a diferentes redes industriales a través de pasarelas.

Redes industriales de uso general

Hay varias redes de comunicación diseñadas para interconectar aparatos de disciplina industrial y numerosos módulos de E/S. Se describen principalmente sobre la base de protocolos seguros. Un protocolo es un algoritmo que se utiliza en la comunicación entre dos aparatos o aparatos adicionales. Basándose principalmente en estos protocolos, las redes de comunicación se clasifican en muchas variedades. A continuación se describen algunos requisitos de comunicación industrial frecuentes y generalizados.

Comunicación en serie

La comunicación en serie es el sistema de comunicación esencial de cada controlador que se asemeja a un PLC. Esta comunicación se realiza utilizando requisitos de protocolo similares a los de RS232, RS422 y RS485. Las siglas RS significan Lugar Común Realmente Útil, que especifica las características de la comunicación en serie mediante opciones eléctricas, mecánicas e intencionales.

Las interfaces de comunicación en serie están integradas en la CPU o en el curso del módulo (ten en cuenta, para un controlador lógico programable) o pueden ser un módulo de comunicación independiente. Estas interfaces RS se utilizan principalmente para intercambiar información de forma justa con una tasa de conocimiento excesiva entre un PLC y el sistema distante. Los lectores de códigos de barras, los terminales de operador y los programas de imaginación y presciencia son ejemplos de estas interfaces.

La comunicación en serie RS-232 está diseñada para ayudar a un emisor y a un receptor y, por tanto, presenta la comunicación entre un controlador y un ordenador portátil. El tamaño máximo del cable debe ser de hasta 50 pies. Los requisitos de comunicación en serie RS 422 (1Tx, 10 Rx) y RS485 (32Tx, 32 Rx) están diseñados para hablar entre un portátil y muchos controladores. Estos requisitos se limitan a longitudes de 1650 pies (en el caso de RS422) y 650 pies (en el caso de RS485).

HART:

Es un acrónimo de Transductor Distante Direccionable de Autopista. Es un protocolo abierto de gestión comunitaria que superpone la señal de comunicación digital a la más alta de los indicadores de 4-20mA, utilizando el método Bell 202 de clave de desplazamiento de frecuencia (FSK).

Es la única comunidad de comunicación que facilita la comunicación bidireccional tanto analógica como digital en el mismo momento y por el mismo cableado, por lo que estas redes se conocen también como redes híbridas. Esta señal digital, conocida como señal HART, transporta información de diagnóstico, configuración del sistema, calibración y diferentes cursos de mediciones posteriores.

Las redes HART funcionan tanto en modo punto a punto como en modo multipunto. En el modo punto a punto, la señal 4-20 mA actual se utiliza para gestionar el método, mientras que la señal HART permanece inalterada. Las redes HART multipunto se utilizan cuando los aparatos están muy espaciados. Los aparatos de disciplina multivariable compatibles con HART se utilizan ampliamente en muchas industrias. La comunidad de comunicación HART se utiliza principalmente para fines SCADA.

DeviceNet

Es una comunidad abierta basada principalmente en la experiencia CAN. Está diseñado para interconectar aparatos de grado disciplinario (similares a sensores, interruptores, lectores de códigos de barras, pantallas de panel y muchos otros) con un controlador de mayor grado (similar a un PLC) con una adopción singular del protocolo primario CAN. Probablemente puede ayudar hasta 64 nodos y soportar hasta 2048 aparatos completos.

Reduce el valor de la comunidad integrando todos los aparatos en un cable de cuatro hilos que lleva cada uno de los conductores de conocimiento y energía. La instalación en la comunidad permite alimentar los aparatos al instante desde la comunidad y, por tanto, reduce los factores de conexión corporal. Esta comunidad se utiliza popularmente en las industrias del automóvil y de los semiconductores.

ControlNet

Es una comunidad de gestión abierta que hace uso del Protocolo Industrial Frecuente (CIP) en un esfuerzo por mezclar el rendimiento de la comunidad peer-to-peer y una comunidad de E/S, ofreciendo una eficiencia de velocidad excesiva. Esta comunidad es la mezcla de la Autopista del Conocimiento Plus (DH+) y la E/S a distancia. Se utiliza para el intercambio de conocimientos críticos en tiempo real, además de conocimientos no críticos en tiempo entre E/S o procesadores en la misma comunidad.

Probablemente pueda hablar tanto como la mayoría de los 99 nodos con una tasa de intercambio de información de 5 millones de bits por segundo. Está diseñado para su uso en cada sistema y grado de disciplina del sistema de automatización empresarial. Proporciona medios de comunicación y redundancia de comunicación en cualquier aspecto los nodos de la comunidad.

Modbus

Es un protocolo de sistema abierto que puede funcionar en una amplia gama de capas corporales. Es el protocolo más utilizado para la gestión industrial. Es un método de comunicación en serie que proporciona una relación de comprensión/esclavitud para hablar entre aparatos relacionados con la comunidad. Puede funcionar con cualquier medio de transmisión, aunque lo más habitual es que se utilice con RS232 y RS485.

El Modbus serie con RS232 o RS485 (como capas del cuerpo) facilita la conexión de los aparatos Modbus al controlador (similar a un PLC) en una construcción de bus. Puedes hablar entre una comprensión y una variedad de esclavos hasta 247 con una tasa de transmisión de información de 19,2 kbits/s.

Un modelo más moderado de Modbus TCP/IP hace uso de Ethernet como capa de cuerpo que facilita la alternancia de información entre los PLC de varias redes. Independientemente del tipo de comunidad corporal, facilita una forma de que un sistema entre y sea gestionado por otro.

Profibus

Es, sin duda, una de las redes de campo abierto más conocidas y ampliamente realizadas. Estas redes se utilizan principalmente en los campos de la automatización y la automatización de las unidades de producción. Es el más adecuado para tareas de comunicación complicadas y para fines de tiempo crítico. Existen tres variantes completamente diferentes de Profibus, concretamente el Profibus-DP (Periferia Descentralizada), el Profibus-PA (Curso de Automatización) y el Profibus-FMS (Especificación de Mensajes del Bus de Campo).

El Profibus-DP es un lugar común de comunicación de campo abierto que hace uso de la comunicación comunitaria de aparatos. Utiliza las ciencias aplicadas de transmisión RS485 o de fibra óptica como medio de comunicación corporal. Se utiliza principalmente para ofrecer comunicación entre controladores y E/S distribuidas a nivel de sistema.

El Profibus-PA está diseñado específicamente para el curso de la automatización. Las redes Profibus-PA son realmente útiles para utilizarlas en zonas intrínsecamente protegidas. Estas redes permiten que los sensores, los actuadores y los controladores se conecten a un único bus frecuente, que suministra comunicación de conocimientos y energía a través del bus. Estas redes utilizan la capa corporal Manchester Bus Powered (MBP), basada principalmente en la norma IEC 61158-2, común en todo el mundo.

El Profibus-FMS es un formato de mensajería multimaster o peer-to-peer que permite que los modelos de aprehensión se comuniquen entre sí. Es una respuesta de función normal que realiza funciones de comunicación de grado de gestión, en particular en el subnivel de célula para facilitar la comunicación entre los PC de Grasa.

La mayoría de los FMS y DP se utilizan simultáneamente en modo COMBI en condiciones en las que se utiliza un PLC junto a un PC. En este caso, el dominio mayor se comunica con el dominio secundario a través del FMS, mientras que el DP transfiere el conocimiento de la gestión a través de comunidades idénticas a los aparatos de E/S.

Disciplina Base Bus

Es un bus común de campo abierto diseñado específicamente para satisfacer las llamadas de misión crítica en entornos intrínsecamente protegidos. Es un tipo de LAN para dispositivos de base de bus de campo y controladores adecuados utilizados en las industrias de fabricación y de cursos. Se trata de un protocolo digital bidireccional, común, que se ajusta a la capa corporal de protección intrínseca de la norma IEC 61158-2 (en el caso de la FF H1) y que es adecuado con los equipos Ethernet (en el caso de la FF HSE). Los tres tipos de redes FF incorporan Ethernet de baja velocidad H1, de velocidad excesiva H2 y de velocidad excesiva HSE.

La comunidad H1 ayuda a una velocidad de 31,25 kbps. Hay dos velocidades soportadas por la comunidad H2, que son 1,0 Mbps y un par de,5 Mbps. La comunidad HSE ayuda a una velocidad de 10 o 100 Mbps porque utiliza el protocolo Ethernet.

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