Objetivo:
El objetivo es conocer las diferentes caracteristicas de la red Interbus, con esto lograremos un mayor conocimiento acerca de como funciona, cuales son las ventajas de esta red, y cual es su topologia, diagrama, velocidad a la que trabaja, las distancias fisicas que alcanza, respaldos que ofrece para los participantes , entre otros.
Indice:
- Introducción.
- Topología.
- Control de Acceso al medio.
- Medios fisicos y distancias.
- Protocolo de comunicación.
- Identificación de dispositivos o participantes.
- Velocidades de transmisión.
- Redundancia cíclica.
- Software de administración.
- Monitoreo del sistema.
- Respaldos de los participantes Interbus y PLC:
- Conclusión.
- Referencias.
1. Introducción:
- 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
2. Topología:
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.
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
3. Control
de acceso al medio:
El control de acceso al medio se encuentra dentro del mecanismo TDMA (Time Division Multiple Access), eliminando así la posibilidad de colisiones. Cada dispositivo tiene reservado un slot de tiempo adecuado para su función dentro del sistema. El tiempo de ciclo es la suma de los tiempos asignados a cada dispositivo. Pueden definirse slots adicionales para la transmisión de bloques de datos en modo conexión. De esta forma pueden enviarse grandes bloques de datos a través de interbus, sin alterar el tiempo de ciclo para los datos de proceso. Otra ventaja importante que incorpora este tipo de control de acceso al medio, es que todos los elementos insertan sus datos en el bus simultáneamente lo que garantiza que las mediciones en las que se basan los bucles de control, fueron realizadas simultáneamente.
Esto es
vital, ya elegida una topología hay que definir como accederá cada nodo a la
red. El objetivo es reducir las colisiones entre los paquetes de datos y
reducir el tiempo que tarda un nodo en ganar el acceso al medio y comenzar a
transmitir el paquete, hay que maximizar la eficiencia de la red y reducir el
retardo de acceso al medio. El direccionamiento de los nodos es otro de los
aspectos claves. En una red de control , la información puede ser originada y/o
recibida por cualquier nodo, la forma de direccionamiento afectará de forma
importante a la eficiencia y a la fiabilidad global de la red.
As-i es un bus de campo desarrollado inicialmente por Siemens, para la interconexión de actuadores y sensores binarios. Actualmente está recogido por el estándar IEC TG 17B.
A nivel físico, la red puede adoptar cualquier tipo de topología: estructura en bus, en árbol, en estrella o en anillo. Permite la interconexión de un máximo de 31 esclavos. Como medio físico de transmisión, emplea un único cable que permite tanto la transmisión de datos como la alimentación de los dispositivos conectados a la red. La incorporación o eliminación de elementos de la red no requiere la modificación del cable.
El cable consta de dos hilos sin apantallamiento. Para lograr inmunidad al ruido, la transmisión se hace basándose en una codificación Manchester. La señal con la codificación Manchester se traduce en pulsos de corriente, que producen pulsos positivos y negativos en la tensión de alimentación, que indican las transiciones en la señal. A partir de la detección de dichas transiciones se reconstruye la secuencia de bits transmitida.
Cada esclavo dispone de hasta 4 entradas/salidas, lo que hace que la red pueda controlar hasta 124 E/S digitales. La comunicación sigue un esquema maestro-esclavo, en el cual el maestro interroga a las estaciones enviándoles mensajes (llamados telegramas) de 14 bits y el esclavo responde con un mensaje de 7 bits. La duración de cada ciclo pregunta- respuesta es de 150 microsegundos. En cada ciclo de comunicación se deben consultar todos los esclavos, añadiendo dos ciclos extras para operaciones de administración del bus (detección de fallos). El resultado es un tiempo máximo de 5 milisegundos.
Datos de interbus:
4096 S puntos / I, máximo • Longitud de bus: 400 m entre dos dispositivos de bus remoto, longitud total: 13 km.
Típico campos de aplicación: sensor generales / aplicaciones de actuadores, la máquina y el sistema de producción, INF ingeniería de procesos
Datos técnicos para INTERBUS Loop:
Por lo menos 20 cm entre 2 dispositivos, 20 m máxima entre 2 dispositivos, 200 m expansión total • 1.8 A Corriente (puede ser expandido en PWR IN) • 63 dispositivos.
Por lo menos 20 cm entre 2 dispositivos, 20 m máxima entre 2 dispositivos, 200 m expansión total • 1.8 A Corriente (puede ser expandido en PWR IN) • 63 dispositivos.
19,2 V a 30 V.
Potencia y comunicaciones en un solo cable.
5. Protocolos de comunicación:
El INTERBUS-S fue estandarizado en 1987 como un sistema de bus de campo abierto por Phoenix Contact y como un bus de campo para el nivel de sensores/actuadores en el DIN19258. Es importante diferenciar entre el bus remoto (12,8Km.), el bus de instalación remoto (50m.) basado en las especificaciones RS485 y el bus periférico con niveles TTL(10m.). La distancia máxima entre dos terminales de bus adyacentes es de 400m. Cada usuario es conectado al anillo y su dirección es determinada por sus posiciones físicas.
El protocolo de transmisión de interbus se estructura en tres capas que se corresponden con capas del modelo OSI.
La capa 1 es la capa física. Especifica aspectos como la velocidad, modos de codificación de la señal física, etc.
La capa 2 se corresponde con la capa de enlace. Esta garantiza la integridad de los datos, por una parte los datos correspondientes a procesos cíclicos y por otra datos que aparecen asíncronamente. La capa de enlace es determinista, es decir, garantiza un tiempo máximo para el transporte de datos entre dispositivos.
La tercera de las capas de interbus corresponde a la capa de aplicación.
En el maestro se ejecuta de forma cíclica un programa que actualiza continuamente los datos correspondientes a los distintos procesos conectados a la red y los deja accesibles para el sistema de control, de modo que por ejemplo un PLC puede acceder a ellos de forma sencilla mediante instrucciones de entrada/salida.
TRANSMISIÓN:
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.
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 al control superior o el sistema de buses. El
método proporciona un alto nivel de eficiencia en la transmisión de datos y
permite que los datos se envían y se reciben de forma simultánea.
6. Identificación de dispositivos o participantes:
Un dispositivo INTERBUS contiene tres registros que son conectados en paralelo.
E / S de datos es transferido mediante el registro de datos. El tipo de dispositivo INTERBUS se define en el registro de identificación. Esto permite al maestro del bus identificar los dispositivos y la topología de bus, así como llevar a cabo el direccionamiento. Los datos se guardan utilizando el CRC16 registro (redundancia cíclica cheque), donde la transmisión de datos correcto está chequeado.
se pueden distinguir 3 tipos de direccionamientos:
- Unicast: El paquete es enviado a un unico nodo de destino.
- Multicast: El paquete es enviado a un grupo de datos simultáneamente.
- Broadcast: El paquete de datos es enviado a todos los nodos de la red simultáneamente.
Transmisión PCP
Para transmitir datos de parámetros de forma simultánea,
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.. 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. La eficiencia de canales de
parámetros de los diferentes métodos de transmisión se activan en caso
necesario y no afectan a la transferencia de datos I / O.
7. Velocidades de transmisión:
Longitud de telegrama fija, determinista.
Anillo; todos los dispositivos de bus remoto incluyen repetidor tasa funcionalidad.
Transmisión: 500 kbp/s bruta y de 300 kbp/s neta.
Para aplicaciones especiales con cable de fibra óptica, es posible alcanzar velocidades de transmisión de datos de 2Mbit/s. Pero el número de usuarios se limita a 512.
CRC. (Comprobación de redundancia cíclica) se utiliza como una detección de errores de codigo el cual tiene una serie de aplicaciones usadas cuando se implementa mediante normas, usado frecuentemente en redes digitales.
Los bloques de datos ingresados en estos sistemas contiene un valor de verificacion adjunto, basado en el residuo de una división de polinomios.
El error de redundancia cíclica se refiere al daño de sectores, el cual es un problema físico, progresivo y destructivo para la información. No tiene que ver con el cable de conexión y no es un problema de virus o que se pueda solucionar con programas.
Este tipo de falla puede ser ocasionado por muchos factores, que van desde golpes, caídas, vibración, degradación por uso, mala calidad de materiales, errores de diseño, contaminación etc.
9. Software de administración:
CMD - Una herramienta, sistemas de control.
La
introducción de la configuración , puesta en marcha del sistema y software de diagnóstico CMD (Configuración Diagnóstico Monitoreo) se ha desarrollado para INTERBUS. Las características más importantes de este programa son la independencia del sistema de control utilizado y la flexibilidad con respecto a programar expansiones, nuevas funciones y add-on de programas.
El DRIVE-COM grupo de usuarios, por ejemplo, ofrece add-on de programas para la parametrización de las unidades de acuerdo con el perfil DRIVECOM.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.
Provisión de datos de funcionamiento
CMD
puede funcionar en cualquier PC. estándar bajo el último sistema operativo de
Windows. Esto permite el funcionamiento de diferentes tarjetas controladoras y
sistemas de control con una sola herramienta de software
10. Monitoreo del sistema:
El monitoreo del sistema Interbus.
Se efectúa automáticamente después del arranque. En caso de fallo, se indican los datos de diagnóstico a través de la carátula frontal y del registro de diagnóstico. El sistema INTERBUS se gobierna por medio de un registro funcional.
Mediante la puesta de una salida pueden dispararse funciones de diagnóstico y de mando (por ejemplo. borrar indicaciones de diagnóstico, acuse de recibo de fallos de módulo, controlar el número de módulos, arranque del sistema). La amplía gama de módulos, la sencilla puesta en marcha y el diagnóstico estándar INTERBUS ofrecen soluciones mejores paar los aspectos económicos y prácticos.
El programa IBSCMD tambien nos proporciona esta monitoreo ya que nos indica donde se presenta la falla del sistema o si las conexiones de fibra optica se encuentran en mal estado o no los detecta el software.
El programa IBSCMD tambien nos proporciona esta monitoreo ya que nos indica donde se presenta la falla del sistema o si las conexiones de fibra optica se encuentran en mal estado o no los detecta el software.
Proceso de pre-procesamiento de datos:
Usando el lenguaje de programación IEC 61131, FUP,
es posible programar limitadamente pre-procesamientos de datos directamente en
la tarjeta del controlador. Las señales de entrada por lo tanto se pueden
conectar a la placa del controlador a través de bloques lógicos y pueden ser
transmitidos directamente a las señales de salida. Señales críticas tiempo- se
procesan rápidamente y la carga del sistema de control se reduce.
11. Respaldos de los participantes Interbus y PLC:
(Backup) PLC-5 (1785-BCM)
El módulo de copia de seguridad backup proporciona una copia de seguridad. Un controlador valida la información de control critica con el controlador primario. Estos controladores consumen información de entradas y se hacen conexiones de salidas, pero sólo el controlador primario controla las salidas, si el controlador primario se desactiva el controlador secundario establece el control de las salidas.
12. Conclusión:
Este informe nos ayuda para conocer la topología con la que trabaja la red interbus, nos muestra su diagrama, las velocidades con la que trabaja, asi como sus medios fisicos y los protocolos, este tambien nos dice como es que trabaja el sistema y nos da una visión mas extensa de la red.
Este informe se hizo con la razon de conocer mas acerca de las redes ya que hoy en dia la comunicación en plantas industriales se ha hecho imprescindible, con esto nos ayuda que la transmisión de datos sea flexible y permita integrar interfaces de software estandarizados.
13. Referencias:11. Respaldos de los participantes Interbus y PLC:
(Backup) PLC-5 (1785-BCM)
El módulo de copia de seguridad backup proporciona una copia de seguridad. Un controlador valida la información de control critica con el controlador primario. Estos controladores consumen información de entradas y se hacen conexiones de salidas, pero sólo el controlador primario controla las salidas, si el controlador primario se desactiva el controlador secundario establece el control de las salidas.
12. Conclusión:
Este informe nos ayuda para conocer la topología con la que trabaja la red interbus, nos muestra su diagrama, las velocidades con la que trabaja, asi como sus medios fisicos y los protocolos, este tambien nos dice como es que trabaja el sistema y nos da una visión mas extensa de la red.
Este informe se hizo con la razon de conocer mas acerca de las redes ya que hoy en dia la comunicación en plantas industriales se ha hecho imprescindible, con esto nos ayuda que la transmisión de datos sea flexible y permita integrar interfaces de software estandarizados.
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