Uno de
los sistemas de bus de campo más extendidos del mundo es INTERBUS. Asume dos funciones
en la técnica de automatización. Por un lado, INTERBUS transmite datos entre el
PLC el software o, por ejemplo, controles de robots. Por el otro lado, el
sistema conecta actuadores, sensores, paneles de mando y accionamientos en el
campo.
El sistema
abierto de bus de campo INTERBUS conecta toda la periferia de procesos con
todos los mandos convencionales. A través del cable bus serial se conectan en
red los sensores y actuadores, se controlan máquinas y partes de instalaciones
y se enlaza con sistemas jerárquicamente superiores. Para la implementación de
interfaces esclavo-maestro INTERBUS.
Características generales
· Es un bus de serie diseñado para transmitir datos entre diferentes
tipos de dispositivos de control y unidades de E/S (entrada/salida). Cada dispositivo amplifica
la señal de entrada y la envía a través del enlace al siguiente, solo puede
existir un “Maestro INTERBUS” por cada red.
· Cada dispositivo de la red intercambia datos con el maestro a
través de sus registros de datos internos, que forman parte del registro de
desplazamiento global que forma la red completa.
· Este tipo de bus puede transmitir una serie síncrona a 500Kbps y alcanzar una distancia entre
nodos de 400m.
· Cable serial para dar de alta, permite conectar directamente
nuestro ordenador con la tarjeta controladora (9 pines), permite dar de alta
mis dispositivos.
· Éste tipo de bus tiene dos tipos de conexiones; M12 (5 pines) y
rápida (fibra óptica)
·
Método de acceso al medio
El
bus de campo sustituye a la conexión de cables en paralelo con un único cable
de bus y conecta todos los niveles, desde el campo hasta el nivel de control.
Sin
importar el tipo de dispositivo de automatización utilizado, por ejemplo,
controladores lógicos programables (PLC) de diferentes fabricantes o sistemas
de control PCbased, las redes medianas de transmisión del bus de campo todos
los componentes.
Ellos
pueden ser distribuidos en cualquier lugar en el campo y están todos conectados
localmente.
Esto
proporciona una red de comunicación de gran alcance para los conceptos de
racionalización de hoy.
Hay
numerosas ventajas a un sistema de bus de campo en comparación con paralelo
La
cantidad reducida de cableado ahorra tiempo durante la planificación e
instalación, mientras que el cableado, el terminal bloques, y el gabinete de
control dimensiones también se reducen. Autodiagnóstico, que se llevan a cabo
por el sistema mediante pantallas de texto sin formato, minimizar los tiempos
de parada y mantenimiento veces. Mejora de la fiabilidad y el aumento
disponibilidad debido jueguen rutas de señal cortas un papel importante,
especialmente para los críticos señales. Hay incluso mayor protección contra
fallos para valores analógicos.
Redes Ópticas
En lugar de conducir señales eléctricas, la
fibra óptica conduce ondas de luz. El
cable de fibra óptica consta de los siguientes elementos:
·
Núcleo Centro de la fibra y medio por el que se
transmiten las señales ópticas (luz). Su diámetro oscila entre 5 y 200 micras.
·
Revestimiento Material óptico que rodea
el núcleo y que provoca la reflexión de la luz procedente del núcleo que lo
golpea, manteniendo la señal óptica en el núcleo. El revestimiento aumenta el
diámetro de la fibra de vidrio hasta un rango comprendido entre 125 y 230
micras.
Conectores
Los conectores para cable de fibra óptica son
muy variados, pero en las redes Industriales se utilizan básicamente los tipos
siguientes:
1. SC
conector simplex para multimodo, 2 km, o monomodo, 15/40 km
2. LC
conector dúplex para monomodo, 15/40 km
3. MTRJ
conector dúplex para multimodo, 2 km, o monomodo, 15/40 km
4. ST
conector simplex para multimodo, 2 km
5. BFOC
se utiliza a veces en la industria para equipos con Fast- Ethernet.
6. Para Ethernet de 10 Mbit/s se halla
estandarizado el conector BFOC, a partir
de
Fast-Ethernet el Dúplex-SC (DSC)
Tipos de Fibra Óptica:
1. Monomodo
(SMF)
Por lo general, está formada por un núcleo de
9 micras de diámetro y, cuando se utiliza con luz de 1300 nm, permite la propagación
en un haz de luz simple. La ventaja de este sistema es que los pulsos de luz no
se distorsionan debido a que las ondas sigan trayectos distintos a través del
núcleo. Se puede utilizar para distancias mucho mayores y con anchos de banda
superiores.
2. Multimodo
(MMF)
En la fibra multimodo, el diámetro del núcleo
suele ser de 50 o 62,5 micras. La distorsión de los pulsos de luz es mayor, por
lo que las distancias de transmisión deben ser mucho más cortas que en el cable
de fibra monomodo.
La principal ventaja del cable de fibra
óptica es que es inmune a las interferencias eléctricas y magnéticas. Por lo
tanto, es una solución excelente para los entornos industriales rigurosos,
garantiza unas transmisiones seguras y ofrece una capacidad de transmisión muy
alta.
Las
fibras ópticas se fabrican de:
1. Vidrio para grandes distancias o altas
velocidades
2. Plástico: barato; sólo para distancias
cortas y bajas velocidades
3. Centro de vidrio y camisa de plástico –
sólo para buses de campo
Existen 3 tipos de fuentes de luz:
1. LEDs – precio favorable, sólo para fibra
Multimodo
2. ELEDs – precio favorable, más barato que
los Leds, no se requieren medidas de
protección láser
3. Láser, diodos láser LD
Sus ventajas
·
Instalación y puesta en marcha simples mediante configuración automática
de todos los participantes en el circuito
·
Aumento de la disponibilidad de la instalación gracias a un diagnóstico
de fallos de gran precisión y comprensible
·
Transmisión de datos fiable gracias a su estructura física
·
Ahorro en espacio: chips de protocolo de mínimo tamaño en la tecnología
de bus de campo
·
Alta seguridad en CEM por su transmisión estable de datos
·
Alta eficiencia de protocolo - la información se transmite con pocas
cabeceras de protocolo
Componentes INTERBUS
·
RACK UR2. El RACK UR2, interconecta, da soporte y
energiza a todos sus slots (área donde se montan algunos elementos de la
red).
·
PS 407 10A. Se coloca en el slot 1 y 2
del RACK. La PS 407 10A, energiza al RACK
·
CPU 416-2. Se coloca en el slot 3. La CPU tiene funcionalidad proxy. A través
del programa lógico cargado desde la computadora, recibe, almacena y envía
paquetes de datos en la red donde se encuentre conectada.
·
Tarjeta controladora IBS S7400 DSC/I-T. Se ubica en el slot 6 y 7
del RACK UR2. Ésta funge como herramienta de control y diagnóstico de la red
INTERBUS.
·
Convertidor de Medios IBS
OPTOSB-MA/M/L-LK-OPC. Colocado en el puerto X2 de la Tarjeta Controladora. El
Convertidor de Medios se encarga de la interoperabilidad entre la fibra óptica
y la red de cobre.
·
Ruggedline. Trabaja según la lógica del programa de
Entradas y Salidas de señal.
·
Acoplador de bus. Es en el acoplador de bus
donde se conecta la fibra óptica y la alimentación del mismo modulo.
·
Power-IN. Se encarga de alimentar a las Entradas o
salidas digitales.
·
Modulo de Entradas Digitales. Modulo donde se conectan
las señales de entradas originadas en interruptores de fin de carrera o
interruptores de proximidad por ejemplo.
Modulo de Salidas Digitales.
Modulo donde se realiza la conexión de actuadores digitales, tales como
válvulas electromagnéticas, contactores o dispositivos ópticos de aviso
Topología y
Estructura
En términos de la topología, INTERBUS
es un sistema de anillo, es decir, todos los dispositivos están integrados
activamente en un camino de transmisión cerrado. Cada dispositivo amplifica la
señal entrante y lo envía en, lo que permite tasas de transmisión más altas en
distancias más largas. A diferencia de otros sistemas de anillos, los datos a
plazo y líneas de retorno en el sistema INTERBUS se llevaron a todos los
dispositivos a través de un solo cable. Esto significa que la apariencia física
general del sistema es un "abierto" estructura de árbol. Una línea
principal sale del maestro del bus y se puede utilizar para formar subredes sin
costura hasta 16 niveles de profundidad. Esto significa que el sistema de bus
se puede adaptar rápidamente a las cambiantes aplicaciones.
Flexibilidad
Topología
El
sistema maestro / esclavo INTERBUS permite la conexión de hasta 512
dispositivos, a través de 16 niveles de redes. El anillo se cierra
automáticamente por el último dispositivo.
Flexibilidad
Segmentación
La conexión punto a punto elimina la
necesidad de resistencias de terminación. El sistema se puede adaptar de forma
flexible para satisfacer las necesidades del usuario mediante la adición o
desconectar dispositivos. Innumerables topologías pueden ser creados.
Terminales Branch crean ramas, que permiten la conexión y desconexión de
dispositivos. El acoplamiento elementos entre los segmentos de bus permiten la
conexión y desconexión de un subsistema y por lo tanto hacen que sea posible
trabajar en el subsistema sin problemas, por ejemplo, en el caso de un error o
cuando la expansión del sistema.
• Topología: anillo activo
•
Maestro / esclavo, longitud de telegrama fija, determinista
•
Anillo; todos los dispositivos de bus remoto incluyen funcionalidad repetidor
•
Velocidad de transmisión: 500 kbps
•
4.096 puntos O / I, máximo
• Longitud
de autobús: 400 m (1.312,336 pies entre dos dispositivos de bus remoto,
longitud total:. 13 km (8,078 millas)
• Los campos de aplicación típicos: Sensor
generales / aplicaciones de actuadores, la máquina y el sistema de producción,
ingeniería de procesos
Protocolo de
comunicación
Transmisión de datos
con INTERBUS
En los sistemas de bus, se hace una
distinción entre los distintos métodos de acceso y métodos de transmisión
físicos utilizados. Además de los sistemas de bus comúnmente utilizados en la
electrónica y la tecnología informática, los dos sistemas se ilustran a
continuación desempeñan un papel clave en la tecnología de automatización.
Método Maestro / Esclavo Estructura
INTERBUS
es el único sistema de bus que trabaja según el método de suma marco que
utiliza sólo una trama de protocolo para los mensajes de todos los
dispositivos. En este método de acceso maestro / esclavo, el maestro del bus
actúa como el acoplamiento con el método de control superior o sistema. El bus
proporciona un alto nivel de eficiencia en los datos transmisión de datos y
permite enviar y recibir simultáneamente (operación full-duplex). Con este
método de transmisión de datos, INTERBUS asegura intervalos de muestreo
constantes y previsibles para las consignas y los valores de control en tiempo
real. En los marcos de suma, que consisten en la cabecera, la palabra
loop-back, y datos ahorran y terminan la información, los datos de todos los
dispositivos conectados de E / S se agrupan en un bloque. La información
adicional que se requiera sólo se transmite una vez por ciclo.
En la práctica, este método puede ser
descrito como un registro, que está formado por los dispositivos que están
conectados en un sistema de anillo. En este INTERBUS consiste en un número de
células de memoria binarios, que empujan la información digital de célula a
célula a pulsos de reloj. Cada dispositivo tiene un cierto número de buffers
asignados a un valor preestablecido.
PCP Transmisión
Para transmitir datos de parámetros
simultáneamente, así como los datos de proceso críticos en el tiempo, el
formato de datos debe ser ampliado por un cierto intervalo de tiempo. En varios
ciclos consecutivos, una parte diferente de los datos se inserta en la ranura
de tiempo proporcionado para los dispositivos direccionados. El software de PCP
(Protocolo de Comunicación Periféricos) realiza esta tarea. Inserta una parte
del telegrama en cada ciclo INTERBUS y recombina, en su destino. Los canales de
parámetros se activan en caso de necesidad y no afectan a la transferencia de
datos de E / S. El tiempo de transmisión de datos de los parámetros que se
segmenta en varios ciclos de bus es suficiente para los requisitos de tiempo de
baja que se colocan en la transmisión de información de parámetros.
Fiabilidad Transmisión
El maestro de bus garantiza seguridad
de transmisión mediante el uso de la palabra loop-back.
Esta combinación de bits única que se
ejecuta en un número calculado de ciclos del sistema de bus. Si ha vuelto a la
memoria intermedia de entrada maestro después de este tiempo, el anillo está
cerrado.
Los datos se guardan de acuerdo con el
método CRC16. Esta información se adjunta a los datos, y evaluado por el
receptor.
Identificación de
dispositivos o participantes de interbus
Bus remoto
La
tarjeta de conexión está conectada a los dispositivos de bus remoto a través
del bus remoto.
Una rama de esta conexión se refiere
como una rama de bus remoto. Los datos pueden ser transmitidos físicamente a
través de cables de cobre (RS-485 estándar), fibras ópticas, vías de
transmisión de infrarrojos, anillos colectores u otros medios de comunicación.
Módulos especiales terminales de autobuses y algunos módulos de E / S o
dispositivos tales como robots, unidades o dispositivos operativos pueden ser
utilizados como dispositivos de bus remoto. Cada uno tiene una tensión de
alimentación local y un segmento de salida aislada eléctricamente. Además de
las líneas de transmisión de datos, el bus remoto de instalación también puede
llevar a la tensión de alimentación para los módulos de E / S conectados y
sensores, además de las líneas de transmisión de datos.
Terminal de bus
Los módulos de terminales de bus, o
dispositivos con funcionalidad terminal de autobuses incrustado, están
conectados al bus remoto. Los buses locales distribuidos fuera de la
cabecera de bus con los módulos de E / S, que establecen la conexión entre
NTERBUS y los sensores y actuadores.
La terminal de autobuses se divide el
sistema en segmentos individuales, lo que le permite cambiar ramas de encendido
/ apagado por separado durante la operación. La electrónica del módulo para los
módulos de E / S conectados I pueden ser suministrados con el poder de esta
fuente.
La terminal de autobuses amplifica la
señal de datos (función de repetidor) y aísla eléctricamente los segmentos de
bus.
Local Bus
Las sucursales locales de autobús
desde el bus remoto a través de un módulo de interfaz de bus y conecta los
dispositivos.Branches buses locales no se permiten en este nivel. La potencia
de las comunicaciones es suministrada por el módulo terminal de autobuses,
mientras que la tensión de conmutación para las salidas se aplica por separado
a los módulos de salida. Dispositivos de buses locales son típicamente los módulos de E / S en una estructura subestación distribuida.
Velocidades de
transmisión
Tiempo de ciclo y
Cálculo
El tiempo de ciclo, es decir, el
tiempo requerido para los datos de E / S que debe intercambiarse una vez con
todos los módulos conectados, depende de la cantidad de datos de usuario en un
sistema de INTERBUS. El tiempo de ciclo aumenta linealmente con el número de
puntos de E / S, ya que depende de la cantidad de información a transmitir. Se necesita
una cierta cantidad de tiempo para cada bit. Debido a que el marco de suma
tiene una longitud conjunto, el tiempo de ciclo también permanece constante.
En INTERBUS, el método determinista de la
operación es proporcionada por el método de marco suma, que es esencial para
los controladores rápidos.
Datos de proceso que es que se enviará
a los dispositivos de E / S se almacena en el búfer de salida del maestro en el
orden físico de las estaciones de salida conectados. Durante la salida de
datos, información de proceso en forma de datos de entrada se devuelve
simultáneamente a la memoria intermedia de entrada del maestro. Una vez que
todo el marco suma ha sido enviado y al mismo tiempo leer de nuevo, todos los
datos de salida están colocados correctamente en los dispositivos individuales.
Los datos se pondrá a disposición del huésped como definido por el usuario.
Una red se establece mediante la
conexión de todos los dispositivos, cuya longitud y estructura corresponde
exactamente a la estructura del campo de datos de usuario en el telegrama marco
suma.
La cantidad de datos de usuario para
el método del marco suma es superior al 60%. Conflictos de acceso de autobuses
no se producen debido a la estructura maestro / esclavo. Esto significa que las
fuentes de error potenciales se evitan desde un principio.
Con una velocidad de transmisión de
datos de 500 kbps, el RS-485 punto a punto método de transmisión cubre una
distancia de 400 m (1.312,336 pies) entre dos dispositivos. Debido a la función
de repetidor integrado en cada dispositivo, la expansión total del sistema
INTERBUS puede alcanzar los 13 km (8.078 millas.) Cuando se utiliza la
tecnología óptica, la estructura INTERBUS es el mismo que para la tecnología de
cobre, porque los datos se transmiten de nuevo por dos fibras. La corriente
sólo se debe convertir en luz y viceversa. Esto significa que tanto el cobre y
cables de fibra óptica pueden ser mezclados, entre los dispositivos
individuales, en un único sistema INTERBUS, y métodos de conexión de fibra óptica
también se pueden adaptar fácilmente.
Software de
administración
CMD - Una herramienta, sistemas de
control Todos
La introducción de la configuración,
monitoreo y Diagnóstico (CMD) tipo de software permite una herramienta
integrada para ser utilizado con todos los systems.The control de
características importantes de este tipo de software.
Las características más importantes de
este tipo de software son su independencia del sistema de control utilizado y
su flexibilidad con respecto a programar extensiones, nuevas funciones y
complemento programas. CMD es una herramienta que se utiliza para todo el ciclo
de vida de un sistema, desde la planificación, configuración y puesta en marcha
a través del seguimiento a la evaluación de los datos de diagnóstico en caso de
avería.
Planificación de un sistema INTERBUS
es el primer paso hacia la creación de una fácil de usar sistema. La
planificación del proyecto se inicia con la especificación del número de
proceso de entrada / puntos de salida, el grado de protección requerido para
las condiciones ambientales y las funciones especiales necesarias, por ejemplo,
contar o control del motor.
Instalación rápida y sencilla de un
sistema se garantiza cuando se utiliza INTERBUS tecnología de desplazamiento de
aislamiento.
Después de "enchufar juntos"
toda la planta, el sistema se pone en marcha automáticamente.
El uso de software CMD, el usuario
puede especificar la configuración del sistema INTERBUS en la fase de
planificación.
Direcciones del programa, que el
programa de control será más adelante utilizar para acceder a la periferia de E
/ S, se pueden asignar, mientras que se especifica la configuración y el
funcionamiento de la tarjeta controladora INTERBUS. Los datos de diagnóstico de
la tarjeta del controlador se pueden leer y valoran de mientras el sistema está
funcionando. Las pruebas funcionales también pueden llevarse a cabo en los
subsistemas usando una función de monitor. Todos los datos del proyecto
INTERBUS se guarda centralmente bajo CMD puede ser puesto a disposición de
todos los grupos que participan en la operación del sistema.
Esto reduce el tiempo que los usuarios
dedican a aprender y acostumbrarse a las diferentes herramientas de software.
Durante la operación del sistema INTERBUS, todos los datos son constantemente
disponibles y todas las áreas puede ser probado para un funcionamiento suave.
Monitoreo
Operación y
mantenimiento
El sistema INTERBUS detecta todos los
dispositivos conectados, de la tarjeta del controlador a los sensores y
actuadores. Sólo INTERBUS utiliza el sistema de anillos para la detección de
errores milimétrica.
Diagnóstico de
errores claros
Un sistema de anillos de acoplamiento
con dispositivo activo, tal como la proporcionada por INTERBUS, permite la
segmentación de todo el sistema en subsistemas eléctricamente independientes.
En caso de un error de dispositivo, cortocircuito o cable de bus interrumpen,
comunicación sólo falla después de la localización de errores.
El maestro de bus todavía puede localizar el
error, lo que permite al personal de servicio para eliminar errores con
precisión y rapidez. Este es también el caso en el caso de errores graves, como
un cortocircuito o contacto suelto.
Evaluación de Fibra Óptica
Caminos
La calidad del medio de transmisión
óptica en sistemas de fibra óptica puede ser monitoreada usando un patrón de
prueba específico. Esto significa que en el caso de que el envejecimiento de la
fibra o si el medio de transmisión de fibra óptica se ensucia, se incrementará
la potencia de transmisión. Esto garantiza una transmisión sin errores. Si el
grado de contaminación es tan alto que la comunicación libre de errores no se
puede mantener en el largo plazo, se genera un mensaje de error para solicitar
la aplicación de medidas preventivas. El análisis exhaustivo de los tipos de
error y ubicaciones proporcionadas por INTERBUS asegura que el sistema INTERBUS
tiene una posición fuerte en el mundo de bus de campo.
Herramientas de
diagnóstico
Varios tipos de diagnósticos del
sistema están disponibles para el usuario. Funciones de diagnóstico están
integradas en los dispositivos INTERBUS, el diagnóstico del panel frontal están
disponibles en tarjetas controladoras, y los errores también se pueden detectar
en el PC utilizando el software escriba CMD.
Aplicaciones
Bibliografía
https://www.phoenixcontact.com/online/portal/mx?1dmy&urile=wcm:path:/mxes/web/main/products/subcategory_pages/interbus_p-08-07-08/5ead1902-620e-4e68-bf3d-23d2797c8298
http://es.slideshare.net/jorgeroden/interbus
http://es.scribd.com/doc/40649106/Inter-Bus#scribd
http://www.uv.es/rosado/courses/sid/Capitulo3_rev0.pdf
http://www.interbusclub.com
https://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica
