Fundamentos de la Comunicación Industrial y Buses de Campo

Definición de Comunicación Industrial (COM IND)

La Comunicación Industrial es el área de la tecnología que estudia la transmisión de información entre circuitos y sistemas electrónicos utilizados para llevar a cabo tareas de control y gestión del ciclo de vida de los productos industriales.

La Pirámide de Automatización Industrial (PIR AUTO)

La pirámide de automatización describe los diferentes niveles jerárquicos de control dentro de una factoría:

• Nivel de Campo: Incluye sensores, actuadores pequeños y sistemas de control.
• Nivel Célula: Incluye fabricación, APTs, CNCs, robots y PC industrial.
• Nivel de Proceso: Control del proceso, estación de trabajo y PC industrial.
• Nivel de Planta: Planificación y control de producción, estación de trabajo.
• Nivel de Factoría: Gestión y diseño, host y estación de trabajo.

Diferencias entre Redes de Control y Redes de Datos

Redes de Datos (RED DAT): En general, están orientadas al transporte de grandes paquetes de datos, que aparecen de forma esporádica (baja carga), y con un gran ancho de banda para permitir el envío rápido de una gran cantidad de datos.

Redes de Control (RED CON): En contraste, se enfrentan a un tráfico formado por un gran número de pequeños paquetes, intercambiados con frecuencia entre un alto número de estaciones que forman la red y que suelen trabajar en tiempo real.

Tipos de Direccionamiento en Redes

1. Unicast: El paquete es enviado a un único nodo de destino.
2. Multicast: El paquete es enviado a un grupo de nodos simultáneamente.
3. Broadcast: El paquete es enviado a todos los nodos de la red simultáneamente.

Protección y Redundancia ante Fallos

Es fundamental que los nodos puedan detectar si la red está funcionando correctamente o no. En caso de avería, deben poder pasar a un algoritmo de control que mantenga la planta en un punto seguro. Si el sistema es crítico, se deben incluir equipos redundantes, que reemplacen al averiado de forma automática en caso de fallo.

Definición de Bus de Campo (BUS CAM)

Los Buses de Campo son redes digitales, bidireccionales, multipunto, montadas sobre un bus serie, que conectan dispositivos de campo como PLCs, transductores, actuadores y sensores. Cada dispositivo de campo incorpora cierta capacidad de proceso, lo que lo convierte en un dispositivo inteligente, manteniendo siempre un coste bajo.

Comparativa: Bus de Campo vs. Cableado Tradicional

El cableado tradicional es más caro, es unidireccional y requiere varios cables. El bus de campo utiliza solo uno, lo que simplifica la instalación y hace que el mantenimiento sea menos difícil.

Ventajas Clave del Bus de Campo

• Reducción de costes.
• Reducción de cableado.
• Reducción del número de horas necesarias para la instalación y puesta en marcha.
• Las necesidades de mantenimiento son menores.
• Menos errores en planta.
• Mayor flexibilidad en el diseño del sistema.
• Aumento de la fiabilidad del sistema.

Clasificación y Tipos de Buses de Campo

Buses de Alta Velocidad y Baja Funcionalidad

• AS-I: Bus serie diseñado por Siemens para la integración de sensores y actuadores.

Buses de Alta Velocidad y Funcionalidad Media

• Modbus: Define un protocolo de comunicación de topología maestro-esclavo.

Buses de Altas Prestaciones

• Profibus: Impulsado por fabricantes alemanes.

Buses para Áreas de Seguridad Intrínseca

Estos buses están diseñados para operar en entornos peligrosos o explosivos, garantizando la seguridad.