Fundamentos de PROFIBUS y Bases de Datos: Conceptos Esenciales para la Automatización y Gestión de Información

PROFIBUS: Estándar de Comunicación Industrial

Es un estándar de comunicaciones para bus de campo. Deriva de las palabras PROcess FIeld BUS. Para diferentes tipos de comunicación, presenta distintos tipos de soluciones, los cuales satisface con tres implementaciones separadas y compatibles entre sí:

1. PROFIBUS FMS

   Es la más completa y está diseñada para proveer facilidades de comunicación entre varios controladores programables como PLCs y PCs (Red de Celdas), y para acceder también a dispositivos de campo (tiempo de ciclo del bus < 100 ms).

2. PROFIBUS DP

   Está diseñado para la comunicación con sensores y actuadores, donde la velocidad es más importante que la cantidad de datos.

3. PROFIBUS PA

   PROFIBUS PA y PROFIBUS DP son, en esencia, el mismo protocolo. Cambian el soporte físico y la velocidad. Está diseñado específicamente para procesos de automatización.

Bases de Datos: Fundamentos y Modelado

1. Conceptos Previos

• Entidad: Persona, objeto o suceso sobre el que se almacena información.
• Atributo: Propiedades básicas que caracterizan a una entidad.
• Ocurrencia: Valor de un atributo de una entidad.
• Relación: Asociación entre dos o más entidades.

Tipos de Cardinalidad en Modelos Relacionales:

• 1:1: Una ocurrencia de A solo puede estar relacionada con una de B, y una de B solo puede estar relacionada con una de A. (A <==> B)
• 1:N: Una ocurrencia de A puede estar relacionada con muchas de B, pero una de B solo puede estar relacionada con una de A. (A <==>> B)
• N:N: Una ocurrencia de A puede estar relacionada con muchas de B, y una de B puede estar relacionada con muchas de A. (A <<==>> B).

2. Concepto de Base de Datos

Colección de datos estructurados según un modelo que refleje las estructuras y relaciones existentes en el mundo real.

Características:

• Objetivo: Unificar toda la información del sistema para evitar redundancia sin perder las distintas visiones locales y parciales de los distintos usuarios.
• Resolver los problemas de los ficheros clásicos.
• Datos estructurados y unificados.
• Diseñados para todas las aplicaciones.

3. Necesidades de un SGBD

• Independencia de los datos: Las aplicaciones que lo usen se vean lo menos afectadas posible en las modificaciones (granularidad).
• Integridad: Controlar la consistencia de los datos. Reglas de acceso para la concurrencia (ej. pérdidas de datos, datos inconsistentes, medio-listados).
• Seguridad: Acceso a la información, identificación de usuarios, política de permisos.

4. Componentes de un SGBD

• Lenguaje de Definición de Esquemas y los módulos que lo producen.
• Lenguaje de acceso a la BD y módulos que ejecutan esos accesos.
• Componentes Auxiliares (módulos de impresión, estadísticos, de reconstrucción, de reestructuración).

5. Etapas en la Modelización de un Sistema de Información

5.1 Esquema Conceptual: Análisis

Representación visual de entidades (rectángulo), atributos (círculo) y relaciones (rombo).

5.2 Esquema Lógico: Diseño

Entradas:

• El Esquema Conceptual.
• Restricciones de Integridad no incluidas en el Conceptual.
• Especificación de los procesos de consulta y actualización.

Representación de Entidades:

Para cada entidad se utiliza una tabla.

Representación de Relaciones:

• N:N (rombo negro): Una tabla por relación cuya clave principal estará compuesta por la unión de las claves de ambas entidades que relaciona. Se añade una columna por cada atributo de la relación.
• 1:N (rombo mitad derecha negra): No se crea una tabla separada para evitar redundancia. Se incluye la clave principal de la entidad del lado "1" en la tabla de la entidad del lado "N".
• 1:1 (rombo blanco): La clave ajena se puede pasar a cualquiera de las dos entidades.

5.3 Control de Restricciones

Es necesario conocer:

• Claves primarias.
• Claves ajenas.
• Comportamiento ante el borrado de tuplas referenciadas mediante claves ajenas.
• Comportamiento ante la modificación de tuplas referenciadas mediante claves ajenas.