domingo, 30 de agosto de 2015

INTERBUS

Un bus de campo es un sistema de transmisión de información (datos) que simplifica enormemente la instalación y operación de máquinas y equipamientos industriales. Sustituye las conexiones punto a punto entre los elementos de campo y el equipo de control a través del tradicional bucle de corriente de 4-20mA. Cada dispositivo de campo incorpora cierta capacidad de proceso con un costo bajo. Cada uno de estos elementos ejecuta funciones simples de diagnóstico, control o mantenimiento, así como de comunicarse bidireccionalmente a través del bus.

Ventajas
  • ·        Ahorro en instalación
  •          Ahorro en mantenimiento
  •          Flexibilidad en el diseño
  •          Instalación fácil de ampliar
  •          De sus tres capas (física, enlace y aplicación) el usuario sólo se debe preocupar de la capa física y de usuario.


Topología
INTERBUS es un sistema de anillo, es decir, todos los dispositivos están activamente integrados en un circuito de transmisión cerrado. Cada dispositivo amplifica la señal de entrada y la envía, permitiendo un rango de transmisión elevado en grandes distancias. A diferencia de otros sistemas de anillo, las líneas de ida y vuelta de datos en el sistema de INTERBUS son dirigidas a todos los dispositivos a través de un solo cable. Esto significa que el aspecto general físico del sistema es una estructura de árbol “abierto”. Una línea principal sale del bus master y puede ser usada para formar subredes sin rupturas de hasta 16 niveles de profundidad. Esto quiere decir que el sistema de bus puede ser rápidamente adaptado para aplicaciones cambiantes.

Flexibilidad
El sistema de INTERBUS maestro/esclavo permite la conexión de hasta 512 dispositivos, a través de 16 niveles de red. El anillo es automáticamente cerrado por el último dispositivo.


Medios físicos
En muchos casos, los datos de un sistema INTERBUS son transmitidos a través de un cable de cobre usando una transmisión de señal diferencial (RS-485). Esto significa que un par de cables torcidos por separado son requeridos para la línea de ida y la de vuelta. Un quinto cable provee compensación de potencial entre los módulos, debido a que los segmentos deben ser aislados eléctricamente en INTERBUS.
Con un rango de transmisión de 500 kbps, el método de transmisión punto a punto RS-485 cubre una distancia de 400 m. entre dos dispositivos. Debido al repetidor integrado en cada dispositivo, la expansión total del sistema puede alcanzar 13 km. Cuando se usa fibra óptica, la estructura de INTERBUS es la misma que para cobre porque la información es transmitida de nuevo por dos fibras. Solo debe convertirse a luz y viceversa, por lo tanto ambos cables pueden combinarse entre dispositivos individuales en un mismo sistema.


Protocolo de comunicación
Ya sea bus de campo o Ethernet TCP/IP, el medio de transmisión más adecuado depende de los requerimientos de una aplicación. Los nuevos estándares han sido definidos e implementados en muchos sectores. Por ejemplo sistemas de PC’s, sistemas de seguridad, distribución y componentes de fibra óptica y sistemas de control web. En el futuro, muchas de estas funciones serán consideradas durante la planeación de sistema y escenarios de configuración. Esto significa que estas funciones deben ser integradas en sistemas de bus de campo por adelantado.

Software de administración CMD (configuración, monitoreo y diagnóstico)
La introducción del software permite a una herramienta integrada ser usada con todos los sistemas de control.
Las características importantes de este tipo de software son:
  •         Independencia del sistema de control
  •         Flexibilidad con respecto a extensiones de programa
  •         Programas de agregado

CMD es una herramienta que es usada para los ciclos completos de un sistema, desde la planeación, configuración y arranque a través de monitoreo a la evaluación de datos de diagnóstico durante el servicio.


Acceso al medio
INTERBUS es el único sistema de bus trabajando de acuerdo al método de marco de suma que usa solo un protocolo para mensajes de todos los dispositivos. En este método de acceso maestro/esclavo, el bus maestro actúa como la unión al control de mayor nivel o el sistema de bus.
El método provee un alto nivel de eficiencia durante la transmisión de datos y permite que los datos sean enviados y recibidos simultáneamente. Con este método de transmisión de datos, INTERBUS asegura intervalos constantes y predecibles para puntos de ajuste y valores de control en tiempo real. En estructuras de suma, las cuales consisten de encabezado, palabra de loop de retorno e información de guardado y fin de datos, los datos de todos los dispositivos conectados a entradas y salidas son agrupados en un bloque. La información adicional que es requerida es transmitida sólo una vez por ciclo. En la práctica, este método puede ser descrito como un registro, el cual está conformado por los dispositivos que están conectados en un sistema de anillo. En INTERBUS esto consiste de un número de celdas de memoria binario, el cual empuja información digital de celda a celda a pulsos de reloj. Cada dispositivo tiene un cierto número de buffers asignados a un número preestablecido de celdas para diferentes tareas, por ejemplo: entrada de datos y salidas para el proceso. Los registros adicionales monitorean la transmisión de datos para errores. Un dispositivo de INTERBUS contiene tres registros que están conectados en paralelo. Los datos de entrada y salida son transferidos usando el registro de datos. El tipo de dispositivo es definido en el registro de identificación. Esto permite al bus maestro identificar los dispositivos y la topología de bus, al igual que llevar a cabo el direccionamiento. Los datos son guardados usando el registro CRC16 (verificación de redundancia cíclica) donde la transmisión correcta de datos es verificada.



Manejo de redundancia
Cada red puede perder marcos debido a la imperfección del entorno en el que opera. Por ejemplo la emisión electromagnética puede causar pequeños saltos en los enlaces de comunicación, haciendo la secuencia de un cuadro Ethernet, es decir, su verificación de redundancia cíclica (CRC), inválida. Una red de oficina típica maneja pérdidas de marcos como esta mediante la implementación de protocolos de retransmisión de la capa más alta, por ejemplo, mediante el uso de TCP/IP. Sin embargo, en redes a tiempo real, la penalización temporal de retransmisiones es frecuentemente inaceptable y enfoques alternativos son requeridos.
En redes de seguridad, es común instalar caminos de comunicación redundantes en los cuales copias redundantes de los marcos son transmitidos en paralelo. Por lo tanto, esta forma paralela de redundancia incrementa la confiabilidad de la transmisión de marcos en una red ya que es más probable que al menos una de las copias alcance su destino, o en puentes selectos en la red, las copias de un marco necesiten ser eliminadas de tal manera que la información transportada en las copias redundantes de un marco sea usada sólo una vez.



Referencias:

-Interbus Basics

No hay comentarios:

Publicar un comentario