preguntas sobre las redes de comiunicación

    1. ¿Cuál es la función de las comunicaciones industriales?

Se pueden definir las Comunicaciones Industriales como: "Área de la tecnología que estudia la transmisión de información entre circuitos y sistemas electrónicos utilizados para llevar a cabo tareas de control y gestión del ciclo de vida de los productos industriales”.

En la industria coexisten una serie de equipos y dispositivos dedicados al control de una máquina o una parte cerrada de un proceso. Entre estos dispositivos están los autómatas programables, ordenadores de diseño y gestión, sensores, actuadores, etc. El desarrollo de las redes industriales ha establecido una forma de unir todos estos dispositivos, aumentando el rendimiento y proporcionando nuevas posibilidades.

                          

                            

2. ¿Qué tipo de alternativas de comunicación existen para comunicar los diferentes dispositivos que forman un sistema industrial?.

Actualmente existen diferentes alternativas, debidas principalmente a los avances tecnológicos conseguidos:

1) Cableado mediante bases de precableado.

Existen autómatas de pequeño tamaño que admiten módulos de entrada y salida de alta densidad. Estos módulos tienen una serie de conectores (diferentes a los borneros) donde se enchufan unos cables de conexión que en el otro extremo se conectan a unas bases de precableado a tornillo, donde se pueden conectar los cables de captadores y preaccionadores. Los cables que unen las bases de precableado con los módulos del autómata son realmente una manguera de cables.

    

   

De todas maneras se sigue teniendo el problema de la existencia de las mangueras de cables que van conectadas a las bases de precableado.

2) Entradas y salidas distribuidas 

Las distancias que existen en una planta industrial entre detectores, actuadores y controladores pueden llegar a ser muy importantes. Por ese motivo se colocan cajas de entradas y salidas distribuidas a lo largo de la instalación, con las que el autómata se comunica mediante un módulo de comunicaciones. Estas cajas se sitúan cerca del proceso a controlar y si es posible en la propia máquina. 

De esta manera se consigue que los cables de los sensores sean más cortos y que los preaccionadores estén más cerca de los accionadores. Esto también provoca que los cables de potencia sean más cortos, disminuyendo las posibles perturbaciones en los cables de señal y evitando las caídas de tensión.

3) Buses de campo.

  

A finales de los 80 y sobre todo en los 90, aparecen en el mercado nuevas opciones de comunicación, los buses de campo. Estos buses permiten conectar los captadores y accionadores al autómata con un cable de comunicación. Las modificaciones y ampliaciones de las instalaciones se pueden realizar fácilmente sólo con ampliar el cable del bus y conectar los nuevos componentes.

Este tipo de comunicación permite ir mas allá que la simple conexión con actuadores o captadores de tipo "todo o nada" o de tipo analógico, además permite conectar los dispositivos llamados inteligentes. Estos dispositivos pueden ser variadores de velocidad, controladores de robot, arrancadores, reguladores PID, terminales de visualización...

Gracias a estos avances es posible la fabricación flexible y los sistemas de producción integrados como los llamados CIM (Computer Integrated Manufacturing).   

3. ¿Que problemas presenta el cableado clásico?

Este método presenta diferentes problemas debido a: la longitud excesiva del cableado (con 

las consiguientes caídas de tensión que provoca) y el ruido producido entre los cables de 

potencia y de señal.

4. ¿Qué ventajas presentan los buses de campo respecto a los otros métodos de cableado? 

      -El intercambio puede llevarse a cabo por medio de un mecanismo estándar.
-Flexibilidad de extensión.
-Conexión de módulos diferentes en una misma línea.
-Posibilidad de conexión de dispositivos de diferentes procedencias.
-Distancias operativas superiores al cableado tradicional.
-Reducción masiva de cables y costo asociado.

      -Simplificación de la puesta en servicio.

5. ¿Qué niveles jerárquicos presenta la pirámide CIM? Nómbralos.• Nivel 0: de proceso 

                   • Nivel 1: de campo 

                   • Nivel 2: de célula 

                   • Nivel 3: de planta 

                   • Nivel 4: de factoría

6. ¿Qué tipo de bus se utilizaría en el nivel de proceso de la pirámide CIM? 

En este nivel se realiza el control directo de las máquinas y sistemas de producción. Los dispositivos conectados son sensores, actuadores, instrumentos de medida, máquinas de control numérico, etc. Se suele utilizar cableado tradicional o buses de campo: AS-i.

7. ¿Que peculiaridad tiene el cableado del bus AS-I respecto a los demás?

Una de sus características principal es el tipo de cableado que utiliza llamado Flat Yellow Cable. Este cable incluye dos hilos que incorpora conjuntamente la señal de alimentación (+30 V.) y la señal de control.

8. ¿Cuál es el futuro de las comunicaciones industriales?.

Las tendencias para el futuro en el campo de las comunicaciones industriales son las tecnologías inalámbricas (wireless), es decir aquellas tecnologías que no utilizan el cableado físico y se comunican por ondas  a través del aire.

Este tipo de tecnologías se van introduciendo en nuestras vidas de manera muy visible en los últimos años. Desde la telefonía móvil hasta las salas VIP de lo aeropuertos españoles. Por tanto era de esperar que la industria no se hiciera esperar, aunque de momento no existe una uniformidad entre los diferentes sistemas existentes, hay muchos estándares que están en continua evolución.

Algunos ejemplos de esta tecnología son: Bluetooth, Wifi, UWB,...

9. ¿Qué diferencias existen entre los buses propietarios y los buses abiertos?

-bus propietarios: Son sistemas pensados para trabajar en el entorno de los productos del mismo fabricante, no admitiendo comunicación con otros de la competencia.

-bus abierto: Son sistemas pensados para trabajar con productos de distintos fabricantes.

10. Elabora una tabla que recoja las siguientes características (técnicas de transmisión de datos, interfaces y elementos de conexión, técnicas de control de flujo, de detección de errores y de acceso al medio en la transmisión de datos.) de los distintos buses de campo vistos en los apuntes. 

AS-I:    

     - A través del cable AS-I se transmite datos y alimentación.

     - cableado sencillo y económico.

     - Permite la conexión de sensores y actuadores No AS-i                                                 mediante módulos activos.

     - Sistema monomaestro, con un protocolo de comunicación con los esclavos                   muy sencillos.

     -Detección de errores en la transmisión y supervisión del correcto funcionamiento de los esclavos por parte del maestro de la red.

      - Transmisión por modulación de corriente que garantiza un alto grado de seguridad.

DeviceNet:

   -Utiliza el protocolo Controller Area Network (CAN) para enlace de datos y acceso al      medio.

   -configurado para operar en una arquitectura maestro-esclavo.

   - Tiene mecanismos de detección de direcciones duplicadas e asolamiento de los nudos en caso de fallo critico.

   -Puede contener hasta 64 dispositivos, diseccionados de 0 a 63.

Profibus: 

  -La tecnología más usada es la RS 485. Se usa un par diferencial con cable trenzado,   previsto para comunicación semi-duplex, aunque también con fibra óptica.

  -La longitud del bus y el nº de estaciones puede ser incrementado mediante el uso de     repetidores.

   -Máximo de 32 estaciones (maestras, esclavas o repetidores) por segmento del bus.

   -Medio de transmisión son Par trenzado y Apantallado.

Interbus:

   - Usa un sistema maestro-esclavo para acceder al medio, más un sistema de "suma     tramas" que envía todas las respuestas en un solo telegrama.

   -Numero máximo de nodos es 256.

   - Capacidad limitada para transferir grandes cantidades de información.

   -Respuesta rápida y uso eficiente del ancho de banda.