Fundamentos de Sensores y Topologías de Red para Sistemas Automatizados

Sensores en Sistemas de Control

Los sensores son dispositivos de entrada que utiliza el sistema de control para captar las señales externas al sistema y actuar en función del proceso establecido.

Componentes Principales de los Sensores

Los principales componentes de los sensores son:

• Transductor de magnitud física: Convierte las variaciones de una magnitud física en variaciones de magnitud eléctrica.
• Acondicionamiento de señal: Condiciona la señal de salida del transductor para adecuarla a la entrada de la etapa de salida.
• Etapa de salida: Convierte la señal del acondicionador en el nivel requerido para la entrada del controlador.

Tipos de Sensores según la Señal de Salida

Según la señal de salida, los sensores pueden ser:

• Analógicos
• Digitales
• Todo o nada

Topologías de Red en Sistemas de Control

Red en Estrella

Es una configuración utilizada en los sistemas de control centralizados, donde existe un solo equipo de control por el que pasa toda la información. Todos los componentes de la red deben conectarse al equipo de control central.

Ventajas:

• El sistema posee una gran flexibilidad.
• Facilita la localización de las averías.

Desventajas:

• Una avería en el controlador puede bloquear la red.
• Requiere un elevado cableado.

Red en Anillo

En la configuración en anillo, cada equipo de control está conectado a otros dos y así sucesivamente, hasta formar un anillo. La comunicación entre equipos de control se suele realizar de forma unidireccional, aunque también puede ser bidireccional.

Ventajas:

• Se simplifica el envío de mensajes a todos los equipos de control.

Desventajas:

• Una avería en un controlador puede afectar a toda la red.

Red en Bus

Esta topología requiere que todos los componentes de la red conectados a ella tengan estructura de equipos de control. Se conectan a un elemento llamado bus. El bus es el medio de comunicación por el que circula toda la información. Todos los equipos transmiten y reciben información a través de la misma línea de bus. Por ello, los componentes conectados al bus deben poseer una identificación para su localización, mientras que los mensajes han de presentar un direccionamiento que indique el origen y el destino.

Criterios para la Selección del Medio de Transmisión

Características a tener en cuenta para elegir el medio de transmisión:

• Topología que soporta.
• Velocidad de transmisión.
• Ancho de banda que puede transmitir.
• Influencia a las interferencias.
• Fiabilidad y vulnerabilidad.
• Economía y facilidad de instalación.

Tipos de Medios de Transmisión

• Cable de pares trenzados
• Cable de pares
• Cable de pares trenzados apantallados
• Cable coaxial
• Fibra óptica
• Infrarrojos
• Radiofrecuencia

Redes LON (Local Operating Network)

Está formada por nodos conectados por uno o más medios de comunicación, que se comunican entre sí mediante un mismo protocolo.

Estructura y Límites de una Red LON

En una red LON:

• No existe límite de canales.
• Una subred puede tener un máximo de 127 nodos.
• Un grupo puede tener un máximo de 64 nodos.
• Un dominio es una colección lógica de nodos. Un dominio puede tener hasta 225 grupos y 225 subredes.