Un bus de campo es un sistema de transmisión de datos que simplifica la instalación y operación de máquinas y equipa-mientos industriales utilizados en procesos de producción. Son redes digitales, bidireccionales, mul-tipunto, montadas sobre un bus serie, que conectan dispositivos de campo como PLCs, transductores, actuadores y sensores y dispositivos inteligentes. Todo esto con una capacidad de diagnóstico, control o mantenimiento, así como de comunicarse bidireccionalmente a través del bus. En teoría, un sistema "abierto" permite que en una red de control y automatización se conecten diferentes dispositivos suministrados por diversos proveedores sin necesidad de construir interfases dedicadas para cada uno de los dispositivos. DeviceNet, una red abierta Originalmente desarrollada por Rockwell Automation (Allen-Bradley) en el año 1993, DeviceNet es una de las redes de dispositivos más populares y de mayor penetración en el mercado americano, cubriendo en EEUU cerca del 60% de las redes de su tipo y en Chile, en particular, por sobre el 40%, encontrándose en las más diversas aplicaciones en la industria nacional, desde la gran minería hasta la industria salmonera y alimenticia, sin olvidar la importancia en la industria de la celulosa. Esta plataforma fue adoptada por la Open DeviceNet Vendor Asso-ciation, OVDA, una organización no lucrativa fundada en 1995 para apoyar mundialmente la evolución de sus especificaciones, agrupando a más de 300 proveedores de dispositivos de control para automatización de plantas. Su misión es la de promover la normalización de este protocolo en todo el mundo y propiciar la mejoría de las funcionalidades de la norma con el fin de satisfacer las necesidades de conectividad de la planta moderna. DeviceNet es un bus de campo económico para componentes industriales, tales como detectores de final de carrera, detectores ópticos, terminales de válvulas, convertidores de frecuencia, paneles de mando y muchos otros productos. DeviceNet se utiliza para reducir el costoso cableado individual y para mejorar las funciones de diagnóstico específicas por componente. Esta red se desarrolló para satisfacer las necesidades de la industria de contar con un medio de comunicación que fuera aceptado universalmente y que tuviera la capacidad de aceptar la mayoría de los dispositivos empleados en el primer nivel de la planta. Además de leer el estado de los dispositivos discretos conectados a la red, tiene la capacidad de reportar temperaturas, leer la corriente de carga en un arrancador de motor, cambiar la velocidad del impulsor de un motor o contar el número de envases que han pasado en una banda transportadora durante el turno anterior. Características de DeviceNet DeviceNet es una de las redes que han adoptado el esquema productor/consumidor, lo que implica que la información producida por una sola fuente en la red alimenta en forma simultánea a todos los probables receptores y deja a éstos la decisión de escuchar o no el mensaje recibido. Los beneficios del esquema se reflejan en una mejor utilización del ancho de banda y la agilización en el tiempo de respuesta en la red. La red permite que los dispositivos conectados a la misma se puedan enlazar como maestro/esclavo (Master/Slave), entre pares (Peer-to-Peer) y como productor/consumidor. Este último modo de comunicación es un modelo recientemente desarrollado para las pistas de comunicación más sofisticadas, como FF Fieldbus y ControlNet. Múltiples nodos consumen en forma simultánea los mismos datos generados por un productor sencillo. Así, los nodos pueden sincronizarse con facilidad, y el ancho de banda es utilizado con mayor eficiencia. La relación maestro/esclavo es la más sencilla de entender, ya que el PLC o Scanner es el maestro y los dispositivos entrada/salida son los esclavos. El esclavo sólo habla cuando se le interroga, y únicamente hay un maestro por red. Considérese que los nodos pueden ser eliminados o insertados sin necesidad de desconectar la energía a la red. También se dispone de fuentes de energía adicionales que se pueden conectar en cualquier lugar de la red para tener un apoyo redundante. En algunos casos se requiere energizar determinados dispositivos que consumen grandes cantidades de energía de una fuente externa, tales como arrancadores de motores y válvulas solenoides. En estas situaciones se utilizan aisladores ópticos que mantienen la energía adicional aislada de la línea troncal. Número máximo de nodos por red: 64 en topología de bus con derivaciones. Distancia máxima: 100 m a 500 m. y hasta 6 km Con repetidores, y en velocidades de 125, 250 y 500 Kbps. Emplea dos pares trenzados: control y alimentación, con alimentación en 24 Vdc, con opción de redundancia. Transmisión basada en el modelo productor/consumidor con un empleo eficiente de ancho de banda y con mensajes desde 1 byte hasta largos ilimitados. Reemplazo Automatico de nodos, no requiere de programación y elevado nivel de diagnósticos. Rendimientos v/s Velocidad Es lógico pensar que una red de comunicaciones es más rápida en la medida que su velocidad de transferencia de bits es mayor, siendo importante este dato también debemos tener en cuenta otros factores a considerar. Uno de ellos es el relacionado con la velocidad efectiva de transmisión de bits. ¿Cómo podemos saber si una red de 12 Mbps, una de 5 Mbps o una de 500 Kps es más rápida que las otras? Para esto debemos definir cómo los protocolos de comunicación crean sus mensajes, el largo que ellos ocupan y su eficiencia en la transmisión de los mismos. La eficiencia es un punto importante, dado que ello refleja la capacidad del protocolo de implementar estrategias de control avanzadas, en tiempo real. Otra manera importante de comparar redes, es mediante al análisis de su modo de trabajo. En la modalidad "Maestro-Esclavo", los esclavos no son capaces de iniciar un mensaje y dependen totalmente del maestro quien interroga uno a uno desde el primer nodo hasta el último. Si un nodo desea transmitir, debe esperar que los anteriores lo hayan hecho. En cambio, en la modalidad "Productor/Consumidor", cualquier nodo es capaz de iniciar o producir la comunicación. El mensaje es "consumido" por el o los nodos que así lo deseen y descartado en caso contrario. Volviendo a nuestro ejemplo anterior de la red con 5 nodos, si el nodo 5 desea comunicarse con el nodo 4 simplemente produciría un mensaje en la red y el nodo 4 lo consumiría. Conclusiones DeviceNet es una tecnología simple y fácil de instalar, lo que reduce importantes costos en el desarrollo de cualquier proyecto de comunicación. Provee la capacidad de adición de nodos en línea y de auto-configuración ante la falla da algunos de ellos. Además, es una plataforma probada, robusta y con muy eficiente manejo de transmisión de los datos gracias a al modelo Productos/Consumidor. DeviceNet es un bus de campo abierto gracias al estándar correspondiente especificado por una organización independiente Open DeviceNet Vendor Association ODVA. A esta organización están adheridas más de 300 compañías en todo el mundo. |