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Automatización
Redes industriales PROFIBUS
La apertura en comunicación industrial con
sencillez, robustez y estándar mundial

Enormes desafíos competitivos imponen a la industria disponer de sistemas abiertos y flexibles para la toma rápida de decisiones y la resolución y adaptación a modificaciones del proceso. PROFIBUS es uno de los estándares de buses de campo que cubre estas necesidades en la automatización de la producción y la ingeniería de procesos, en la que se debe disponer de señales digitales, analógicas, dispositivos inteligentes, sistemas de monitoreo y sistemas de control descentralizados como también instrumentos de campo, accionamientos de motores e interfaces HMI, utilizando servicios de comunicación idénticos, lo que ha generado una enorme aceptación de este concepto. Con más de 1600 productos diferentes de 800 compañías, PROFIBUS es ampliamente empleado en la industria, contando actualmente con más de 3.000.000 de dispositivos comunicados.

Existen dos variantes de nivel de descentralización: PROFIBUS DP (Periferia Distribuida) para la descentralización de señales y controladores; y PROFIBUS PA, apta para la conexión de instrumentación de campo y actuadores en entornos normales y EX.

 

Características de las redes PROFIBUS

La misma topología, protocolo y estructura de red.

Adaptación a diferentes baudrates, desde 9,6Kbits/seg hasta 12Mbits/seg, permiten adaptar la comunicación a cada requisito tecnológico.

Enorme capacidad de procesamiento de diagnóstico.

Adaptación a diferentes medios como fibra óptica (para largas distancias o ambientes con perturbaciones), cable de cobre en RS485 o para entornos Ex (con riesgos de explosión) donde se requiere enviar la energía por el mismo cable de señal.

Reconfiguración online sin caída del maestro y reemplazo con energía.

Independiente de marca: cualquier componente de cualquier marca puede hablar con otro que adhiera al estándar PROFIBUS.

 

Topología de las redes PROFIBUS

PROFIBUS emplea un protocolo implementado en la capa 2 del modelo OSI. El control de acceso al medio o MAC se basa en el principio de comunicación Maestro – Esclavo (estación activa - estación pasiva), y entre Maestros mediante Token passing, siendo el Maestro clase l un controlador (típicamente, un PLC), el clase 2 un sistema de monitoreo o configuración (PC o panel HMI). Un esclavo DP es un dispositivo periférico que se encarga de reunir la información de entrada y enviar dicha información como salida al controlador (maestro clase 1) ante su pedido; pueden ser tanto señales simples como dispositivos inteligentes.

De este modo, podríamos pensar en una red PROFIBUS DP en la cual un PLC es uno de los maestros, mientras que otro puede ser una PC en la cual corre una aplicación SCADA. Los esclavos pueden ser instrumentos de campo, estaciones remotas, islas de válvulas, posi-cionadores, PLCs, switchgears, drives, transmisores HART, etc. El controlador central (maestro) puede leer cíclicamente la información de entrada de sus esclavos, y escribir también en forma cíclica la información de los campos de salida de los mismos. El tiempo de ciclo de bus en una configuración extensa de 512 bits de señales de input/output promedia 1ms en 12Mbit/seg de velocidad de transferencia. Las funciones de diagnóstico garantizan que aun a 12Mbits/segundo haya un constante monitoreo y seguridad de la información transmitida.

PROFIBUS DP posibilita configuraciones mono o multimaes-tro, lo que implica un alto grado de flexibilidad a la hora de configurar el sistema. 126 dispositivos maestros y esclavos pueden ser comunicados en una sola red PROFIBUS DP.

¿Cómo se configura un maestro clase 1? ¿Cómo sabe que un esclavo determinado se halla en la red? El sistema de configuración del maestro clase l lee los datos de configuración de un archivo plano denominado "Archivo GSD", que contiene toda la información necesaria para que pueda ser reconocido; este archivo lo crea cada fabricante y se provee con cada dispositivo o está libremente disponible, por ejemplo, en la web.


PROFIBUS PA: Bus de instrumentos apto para entornos clasificados.

Las redes PROFIBUS PA permiten la conexión de transmisores de presión, nivel, caudal, temperatura, PH, posicionadores, etc. en un bus, incluso en zona con riesgo de explosión, con la capacidad de llevar la energía de alimentación de los instrumentos a través del mismo par de cables encargado de la transmisión de datos. De este modo, es posible disponer de soluciones de instrumentación, monitoreo y accionamientos en un solo cable con una sola herramienta de configuración y diagnóstico, ya que toda red PROFIBUS PA implica la existencia de un maestro clase I único de PROFIBUS DP, que también puede ser redundante al cual se conecta a través de una interfase o acoplador.

 

Características del perfil PA

La física del bus PA es únicamente lazo de corriente y es apta para trabajo en zonas Ex. Las funciones acíclicas que soporta el protocolo PA permiten la parametrización de los instrumentos a través de un Maestro clase II. De este modo, el usuario puede modificar el span, las alarmas, la unidad de medición del instrumento, la constante de filtro y otros parámetros, sin necesidad de retirarlo del bus y sin interferir en la comunicación del sistema.

Un esclavo PA puede ser visto como un esclavo DP (conectado al bus DP a través del conversor), es decir, puede ser uno de los 126 participantes que la norma DP admite, o puede estar conectado a un link DP/PA, al cual hasta 31 instrumentos PA pueden vincularse. Cada Link DP/PA es a su vez un esclavo DP, con lo cual la cantidad de instrumentos PA comunicados a un solo maestro DP puede llegar a ser mayor a 3000 en una sola red.

 

PROFIBUS para aplicaciones FAILSAFE

Allí dónde se implementan sistemas de control tolerantes a fallos o de seguridad de personas o bienes, se utilizan con-troladores especiales y se arman configuraciones de dispositivos que disminuyen al extremo las posibilidades de fallo, PROFIBUS permite mantener la comunicación en bus del controlador a los dispositivos de campo gracias a la versión PROFISAFE. Este perfil corre en exactamente el mismo cable de bus y topología en el que se implementa el perfil standard, permitiendo intercambiar datos entre el controlador failsafe y los dispositivos de campo , mediante un protocolo intrínsecamente seguro avalado y constatado por el organismo mundial TÜV, integrable en categorías de seguridad hasta SIL3 según IEC 61 508; el reemplazo de módulos Failsafe durante su operación y la generación de interrupciones de alta velocidad en el controlador ante anomalías en el bus son sus características distintivas a tener en cuenta cuando se configura un sistema con requisitos de seguridad intrínseca.

Por Andrés Gorenberg
Product Manager Automatización A&D de Siemens y miembro del Comité Automatización de AIE.
andres.gorenberg@siemens.com
Diciembre 2003
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Comentarios acerca de este artículo
JUAN ALBERTO VELEZ ANDRADE BINSA INTERNACIONAL (26/01/2015)
ESTOY BUSCANDO UN CABLE PROFIBUS, PERO QUE SEA CABLE NO ALMBRE, ALGUIEN ME PUEDE AYUDAR
Manuel Rivas ICI Ltda (19/09/2010)
Buscando informacion sobre el tema encontre este articulo, requiero cada dia mayor informacion.
Carlos Contreras Jorquera codelco (20/07/2010)
Hay forma de detectar fallas del cable de comunicacion en una red
Mijail Armas Martínez Cujae (21/03/2010)
El artículo me parece muy muy bueno,me gustaría que si han programado en STep 7 que me indique como trabajar con protocolo profibus DP.
PEDRO COINGTECA, RL VENEZUELA (10/01/2010)
QUISIERAMOS SABER, COMO CONSEGUIR MANUALES,PARA TRABAJAR CON ESTE SISTEMA, YA QUE ESTAMOS COMENZANDO A TRABAJAR CON EL.
Pablo Tello SERIMPORT S.A. (08/01/2010)
Es un buen artículo, ¿se puede utilizar el PROFIBUS DP o PA indistintamente para instalar un flujometro o de qué dependería?, ya que uno de mis clientes me pide exclusivamente el PA.
Juan Carlos Olivares tecnasic (07/01/2010)
muy bueno el articulo
Edgar Castillo IDTEC (13/08/2009)
Muy Buen articulo
Josep Herrerias Juan Emssa (06/02/2009)
Por favor, indiqueme los titulos de libros especializados en PROFIBUS,la editorial i su distribución, muchas gracias.
paulo sergio herrera b. tecnologico de h. matamoros, tamaulipas (08/11/2008)
buena informacion
deisy rivera aprendiz sena electronica colombia (27/05/2008)
si nos pudieran mandar las nuevas tenologias y enlaces de estas interfaces de la industria como lo es frofubus etc
deisy rivera sena estudiante (27/05/2008)
muy bueno porque la industria es algo que queremos saver los electronicos del sena barrancabermeja
Marco Antonio Baeza Venegas Vmatic Ltda. (12/07/2007)
El artículo es bastante aclaratorio en cuanto a la interconectividad de dispositivos de campo y la conveniencia de usarlos correctamente (DP o PA) según el requerimiento específico.
cesar saez torres celulosa arauco planta valdivia (29/03/2006)
el articulo me parece muy bueno, me sirve bastante ya que yo trabajo con equipos (PLCs siemens)profibus y me atuda a saber un poco mas sobre este bus de campo en particular, me gustaria saber donde puedo encontrar mas informacion sobre profibus DP Y AP
Luis Alberto Paz Universidad de Oporto (11/02/2006)
El artículo expone de forma bien clara las caracteriticas del bus, que necesita conocer una perosona que pretende usar este tipo de red.
EDUARDO ZENDEJAS UBIETA INSTITUTO TECNOLLOGICO DE MINATITLAN VER. (21/10/2004)
me gusto el articulo, quisiera saber como configurar un analizador sipan 32x para comunicarlo con el control distribnuido foxboro i/a series
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