El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE, Institute of Electric
and Electronic Engineers) define algunos de los estándares más utilizados
teniendo en cuenta todos los factores que intervienen en los medios físicos.
Sólo a título de ejemplo se nombran a continuación alguno de ellos:
RS 232 IEEE
Par trenzado y blindado, velocidad 20 Kbps (bits por segundo), distancia
máxima 15 mts. Punto a punto, o sea 1 transmisor - 1 receptor (DTE-DCE).
RS 485 lEEE
Doble par trenzado y blindado, velocidad 10 Mbps, distancia máxima 1200
mts. Multipunto, 32 transmisores - 32 receptores.
Ethernet - 10base T
Par trenzado UTP Categoría 3, velocidad 10 Mbps, distancia máxima 100 mts.
por segmento. Multipunto, 1024 nodos/segmento.
Ethernet - 1 00base F
Fibra óptica, velocidad 100 Mbps, distancia máxima 2000 mts. por segmento.
Multipunto 1024 nodos/segmento.
Accesorios:
Todas las redes sin excepción requieren un reacondicionamiento del medio
físico cada vez que se realiza una derivación o cuando es necesario extender el
alcance de la misma. Existen adaptadores de impedancia, derivadores, fines de
línea, conectores específicos, etc., para adecuar las instalaciones. Es
imprescindible tenerlos en cuenta a la hora de diseñar una red.
Protocolo
Se puede definir a un protocolo como el idioma, lenguaje o estándar que
utilizan dos o m dispositivos electrónicos para "entenderse" y comunicarse
entre sí.
Un protocolo define cómo se identifican dispositivos
entre sí dentro de la red, el formato que debe tomar
la información en tránsito y cómo es procesada dicha
información una vez que llegó a su destino.
Los protocolos también definen procedimientos para manejar transmisiones
perdidas o erróneas.
Modbus:
Desarrollado por Schneider en 1979, es el idioma común utilizado por todos
los PLCs TSX Modicon.
Este protocolo define la estructura de los mensajes que los PLCs reconocen,
sin importar el tipo de red sobre la cual se comunican.
Describe el proceso que el controlador utiliza para solicitar acceso a otro
dispositivo, cómo responde a los requerimientos de otros controladores y cómo
se detectan y reportan los errores de comunicación.
Establece un formato común para la distribución y el contenido de los registros
o campos de los mensajes.
Se trata de un protocolo abierto, es decir que se encuentra disponible en forma
gratuita la forma de funcionamiento del mismo en el sitio de Internet:
4. Bus de campo AS-i
El concepto AS-i
El concepto AS-i surgió en el año 1990, por iniciativa de un grupo de trabajo
formado por una decena de empresas, en su mayoría fabricantes de
sensores/actuadores, cuyo objetivo inicial era definir y adoptar un sistema de
comunicación único para todos los fabricantes de sensores o actuadores, lo que
determinó la denominación AS-i (Actuator Sensor Interface).
Dicho concepto permitiría descentralizar as funciones inteligentes hasta el
nivel de las células de producción o de las máquinas, con un sistema de
cableado e instalación muy sencillos.
Más adelante, en 1992 se creó una asociación encargada de coordinar la
producción AS-i de las distintas empresas, para dar a conocer el concepto y
expedir certificados para los componentes conectables al bus.
El Bus AS-i
AS-i es un bus para sensores y/o actuadores discretos con topología libre (en
línea, en estrella, en árbol, etc.) El tiempo de respuesta de este bus es muy
breve (ciclo de 5 ms como máximo para 31 esclavos conectados).
Permite realizar acciones reflejas a nivel los actuadores. Se puede conectar a
los niveles jerárquicos superiores de la red mediante bridges (pasarelas) como
por ejemplo Modbus/AS-i o aprovechando la capacidad de comunicación de un
módulo del bus en un PLC (ver figura)
El ASIC
Parte de las funciones inteligentes AS-i se encuentran en el ASIC (Application
Specific Integrated Circuit)
- Circuito integrado específico) incorporado directamente en el sensor o
actuador (componente llamado comunicante), en un módulo de usuario o el
una interfase de conexión que admita hasta 4 sensores y 4 actuadores estándar
(llamados no comunicantes).
El Asic se encarga de gestionar todas las funciones del sensor o actuador para
proporcionar al maestro AS-i información sobre si estado de la conmutación,
comunicarle le disponibilidad de funcionamiento del
sensor, etc.
El cable, soporte físico del bus
Transmite la información y la alimentación de 24 V de
los sensores y actuadores (tensión suministrada por
fuente de alimentación específica AS-i).
Consta de 2 hilos sin trenzar y sin apantallar, de sección 1,5 a 2,5 mm2.
Pueden ser cables redondos clásicos o cables específicos AS-i, que permiten
realizar un cableado rápido y sencillo de todos los: componentes del bus AS-i.
El cable AS-i es plano con 2 conductores y un perfil
particular que, impide que se invierta la polaridad durante
la conexión a los repartidores o derivadores "T" de
conexión AS-i.
Topología del bus AS-i
La topología libre del bus AS-i admite cualquier arquitectura (en estrella, en
línea, en árbol o en anillo).
En estrella
Se pueden añadir ramificaciones desde cualquier punto, sin que sean necesarias
terminaciones ni adaptaciones.
En linea
Todas estas facilidades permiten realizar conexiones más directas entre el bus y
los diferentes sensores y actuadores de la instalación.
En árbol
La longitud máxima bus AS-i es de 100 (incluidas las ramificaciones
principales y derivaciones). Se puede prolongar otros 300 m utilizando
regeneradores de señales (repetidores).
En anillo
Conexión del bus AS-i
Con las espigas tipo "vampiro" incorpora en los repartidores o derivaciones
'T", el cable AS-i se conecta rápida y automáticamente, perforando el
recubrimiento aislante del cable y estableciendo el contacto.
Cuando se retiran los elementos de conexión para modificar el cableado, el
cable recupera su aspecto original gracias al recubrimiento autocicatrizante.
Repartidor módulo de conexión
Te de conexión
+
módulo de usuario
Un bus Maestro - Esclavo
AS-i es un bus con maestro único, que se encarga de gestionar los esclavos. El
maestro pregunta sucesivamente a cada uno de los esclavos conectados al bus y
espera la respuesta. El ciclo de preguntas dura como máximo 5 ms con 31
esclavos.
El maestro siempre toma la iniciativa de diálogo.
Los esclavos se configuran en fábrica con la dirección 0. Antes de utilizarlos
por primera vez, es necesario asignarles una dirección utilizando un terminal
de direccionamiento. La transmisión entre el maestro y los esclavos se realiza
utilizando la técnica de modulación por impulsos alternos (APM) sobre la
corriente portadora. El proceso de detección de fallas garantiza una transmisión
óptima.
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