Con su método de transmisión especial y topología de anillo, el sistema INTERBUS no sólo proporciona excelentes características operativas, tales como cíclico rápido, y el tiempo-equidistante de comunicación de datos, sino también un manejo sencillo, amplias funciones de diagnóstico para minimizar el tiempo de inactividad, así como un alto grado de inmunidad a las interferencias mediante el uso de la fibra óptica. Son estas características, en combinación con la conexión económica de sensores y actuadores que han llevado a la rápida aceptación del sistema de bus de campo.
En la red INTEBUS , los dispositivos de
control son sensores , que se llaman "Unidades Terminales Remotas (RTU
" ) y " Controladores Lógicos Programables (PLC " ) . Una RTU
informa al controlador central en estados tales como el movimiento , la
temperatura , y la corriente eléctrica o líquido . El PLC recibe instrucciones
para controlar los movimientos de la maquinaria industrial.
El protocolo se puso en marcha en 1987. El trabajo de desarrollo se inició por
primera vez en 1983 . El protocolo fue desarrollado por un consorcio de
fabricantes e instituciones académicas , con la posición de líder del equipo
tomada por Phoenix Contact .
Acceso al medio.
Cada dispositivo tiene reservado un
slot de tiempo adecuado para su función dentro del sistema, el tiempo de ciclo
es la suma de los tiempos asignados a cada dispositivo. Pueden definirse slots
adicionalmente para la transmisión de bloques de datos en modo de conexión. Se
podrán enviar grandes bloques de datos a través de INTERBUS sin alterar el
tiempo de ciclo para los datos de proceso.
Topología.
En terminos de topología, Interbus es un sistema de anillo. Todos los dispositivos están integrados en un camino de transmisión cerrado.
Cada dispositivo amplifica la señal entrante y la envía, permitiendo cantidad mayor de transmisión en largas distancias.
A diferencia de otros sistemas de anillo, los datos de ida y de regreso son dirigidos hacia todos los dispositivos vía un mismo cable.
La fexibilidad de la red INTERBUS permite conectar 512 dispositivos a traves de 16 niveles de red.
Se basa en un esquema maestro-esclavo.
El maestro de bus actúa simultáneamente como interfaz con los niveles
superiores de la jerarquía de comunicaciones. El anillo principal es el que parte del maestro, aunque pueden
formarse otros anillos para adaptarse a la estructura particular de cada
sistema. Este tipo de conexiones se llevan a cabo mediante unos equipos llamados
módulos terminales de bus.
Distancias y medios físicos.
Longitud del bus: 400m
Entre dos dispositivos de buses remoto: 13km.
Tarjeta Controladora.
Es el maestro que controla el tráfico de datos. Transmite los datos de salida a los módulos correspondientes, recibe datos de entrada y monitorea cada transferencia.
Además, muestra los mensajes de diagnostico y error.
Bus Remoto.
La tarjeta controladora está conectada al Bus Remoto.. Los datos pueden ser transmitido
físicamente a través de cables de cobre (De serie RS-485) ,
fibras ópticas, trayectos de transmisión de infrarrojos, anillos colectores u otros medios de comunicación. Terminales de buses especiales o ciertos módulos I/O ) y dispositivos como Robots, unidades, o dispositivos de opecación pueden ser utilizados como dispositivos de bus remoto. Cada uno tiene alimentación de voltaje propio y un segmento de salida aislado.
Además de la transmisión de datos, la instalación de buses remotos permite llevar la alimentación de tensión hacia los dispositivos I/O y sensores.
Bus Local.
El bus local se deriva desde el bus remoto por medio de un modulo interfaz de bus.
El poder de la comunicación es suministrado por el modulo terminal de bus, mientras que el voltaje de conmutación para las salidas es aplicado de manera independiente y directamente a loos módulos de salida.
Modulos terminales de bus.
Este controlador combina eficientemente la fiabilidad de control de un autómata o PLC junto a la flexibilidad de monitorización, cálculo y desempeño de un computador industrial.Estos se conectan al bus remoto y dividen al sistema en segmentos individuales. Permiten desconectar dispositivos del anillo durante su operación. Hacen la función de amplificadores o repetidores de señal y aislan eléctricamente los segmentos de bus.
Protocolo de comunicación.
El protocolo de transmisión de datos se estructura en 3 capas:
Capa física: especifíca aspectos como la velocidad, modos de codificación de la seña física.
Capa de enlace: Garantiza la integridad de los datos y permite el soporte de dos tipos de datos, los cíclicos y los asíncronos
Capa de aplicación: el maestro ejecuta un programa que actualiza constantemente de modo que los dispositivos de control pueda acceder mediante instrucciones de entrada y salida.
La transmisión de datos se suma a cierta reglas conocidas como el protocolo de transmisión. El protocolo transmite datos útiles(por ejemplo, el estado de una válvula) y datos de gestión (por ejemplo, direccionamiento ,comando, almacenamiento de datos) para los receptores. La eficiencia de un protocolo de transmisión indica el porcentaje de datos útiles contra el total de datos que se transmiten. El valor es el cociente de datos útiles en el total de datos transferidos (de usuario y datos de trama). Esto conduce a una reducción de eficiencia al transferir información del proceso cíclica, y alta eficiencia para grandes bloques de parámetros asíncronos. La transmisión Basada en mensajes y la trama. Para el método basado en mensajes , un completo protocolo de transmisión es procesado para cada solicitud. Este enfoque conduce a la disminución la eficiencia del protocolo para transferir datos de proceso cíclicos, y mayor eficiencia para los grandes bloques de parámetros asíncronos. La trama combina la transmisión de los datos de todos los sensores y actuadores en una red en un solo mensaje. Esto se envía simultáneamente a todos los dispositivos, por lo que la gestión datos sólo se transmite una vez. Por lo tanto, la eficiencia del protocolo se eleva con el número de dispositivos de red. Este método es más eficiente que el método basado en mensajes para un gran número de dispositivos. La suma método de marco asegura que los datos fija longitudes para los dispositivos y por lo tanto tiempos de transmisión constante. El determinismo de este método es esencial para el cálculo preciso de la tiempo de respuesta.
Además de la transmisión de datos, la instalación de buses remotos permite llevar la alimentación de tensión hacia los dispositivos I/O y sensores.
Bus Local.
El bus local se deriva desde el bus remoto por medio de un modulo interfaz de bus.
El poder de la comunicación es suministrado por el modulo terminal de bus, mientras que el voltaje de conmutación para las salidas es aplicado de manera independiente y directamente a loos módulos de salida.
Modulos terminales de bus.
Este controlador combina eficientemente la fiabilidad de control de un autómata o PLC junto a la flexibilidad de monitorización, cálculo y desempeño de un computador industrial.Estos se conectan al bus remoto y dividen al sistema en segmentos individuales. Permiten desconectar dispositivos del anillo durante su operación. Hacen la función de amplificadores o repetidores de señal y aislan eléctricamente los segmentos de bus.
El protocolo de transmisión de datos se estructura en 3 capas:
Capa física: especifíca aspectos como la velocidad, modos de codificación de la seña física.
Capa de enlace: Garantiza la integridad de los datos y permite el soporte de dos tipos de datos, los cíclicos y los asíncronos
Capa de aplicación: el maestro ejecuta un programa que actualiza constantemente de modo que los dispositivos de control pueda acceder mediante instrucciones de entrada y salida.
La transmisión de datos se suma a cierta reglas conocidas como el protocolo de transmisión. El protocolo transmite datos útiles(por ejemplo, el estado de una válvula) y datos de gestión (por ejemplo, direccionamiento ,comando, almacenamiento de datos) para los receptores. La eficiencia de un protocolo de transmisión indica el porcentaje de datos útiles contra el total de datos que se transmiten. El valor es el cociente de datos útiles en el total de datos transferidos (de usuario y datos de trama). Esto conduce a una reducción de eficiencia al transferir información del proceso cíclica, y alta eficiencia para grandes bloques de parámetros asíncronos. La transmisión Basada en mensajes y la trama. Para el método basado en mensajes , un completo protocolo de transmisión es procesado para cada solicitud. Este enfoque conduce a la disminución la eficiencia del protocolo para transferir datos de proceso cíclicos, y mayor eficiencia para los grandes bloques de parámetros asíncronos. La trama combina la transmisión de los datos de todos los sensores y actuadores en una red en un solo mensaje. Esto se envía simultáneamente a todos los dispositivos, por lo que la gestión datos sólo se transmite una vez. Por lo tanto, la eficiencia del protocolo se eleva con el número de dispositivos de red. Este método es más eficiente que el método basado en mensajes para un gran número de dispositivos. La suma método de marco asegura que los datos fija longitudes para los dispositivos y por lo tanto tiempos de transmisión constante. El determinismo de este método es esencial para el cálculo preciso de la tiempo de respuesta.
Direccionamiento e identificacion de los dispositivos.
A diferencia de otras redes en la que el direccionamiento de los dispositivos es asignado por medio de un DP, el sistema INTERBUS otorga esta dirección mediante la posición física del dispositivo en la red.
Cada dispositivo cuenta con un número de identificación que indica el tipo de dispositivo que se trata, y el tamaño de su bloque de datos.
Velocidades de transmisión.
El PAC se refiere al conjunto formado por un controlador (una CPU
típicamente), módulos de entradas y salidas, y uno o múltiples buses de datos
que lo interconectan todo.
Cada dispositivo cuenta con un número de identificación que indica el tipo de dispositivo que se trata, y el tamaño de su bloque de datos.
Velocidades de transmisión.
La velocidad de
transmisión de datos y la expansión del bus son independientes entre sí. La
velocidad de transmisión bruta de datos es 500kBit/s y la velocidad de
transmisión neta de datos es 300kBit/s.
Para aplicaciones
especiales con cable de fibra óptica, es posible alcanzar velocidades de
transmisión de datos de 2Mbit/s.
Redundacia.
Redundancia se refiere a un estado de coincidencia o exceso. Es decir: como mínimo se dispone de una fuente de alimentación adicional.
§ Redundancia "n+1": 3 fuentes de alimentación funcionan con una corriente nominal de 10 A cada una para alimentar 20 A en total.
§ Redundancia "1+1": se conectan 2 módulos en paralelo con 20 A cada uno en el lado de salida para alimentar una carga de 20 A.
Si aparece un defecto interno en un dispositivo o se produce un fallo, el segundo dispositivo asume automáticamente la alimentación completa.
Redundancia al 100 % en caso de cortocircuito
Los diodos o módulos de redundancia desacoplan las fuentes de alimentación conectadas en paralelo. Solo entonces, en caso de cortocircuito una de las fuentes de alimentación continúa suministrando al otro dispositivo toda la potencia. Ahora, la carga se alimenta a las tuberías incluso en caso de cortocircuito.
En caso de interrupción de una fuente de alimentación, la otra se encarga de la alimentación de la carga.
Software
de administración.
Para la administración de sistemas se utilizan
diferentes tipos de programas y en este caso para INTERBUS se utilizan los
siguientes programas.
El programa IBSCMD (para tableros de control
estándar) y IBS PC WORX (para controles de campo) son disponibles para la
configuración operación y parametrización del sistema INTERBUS. Con estos
programas tu puedes configurar, programar y visualizar todos los dispositivos
integrados en el sistema INTERBUS.
IBSCMD es especifico para INTERBUS el usuario
interface para la configuración, operación, monitoreo y diagnostico del campo
de los dispositivos. Las funciones complejas son claramente estructuradas y
organizadas. Todos los dispositivos pueden ser parametrizados, operados y
diagnosticados desde una central de localización.
El IBSCMD esta disponible para varias versiones
para INTERBUS G3 y G4 en tableros de control.
Adicional a las funciones de IBSCMD, el PC WORX
ofrece una programación interface con forme a IEC 61131-3 y opcional procesos
de visualización.
El PC WORX requiere el uso de ciertos tableros
de control G4 (controles de campo/ Remotos de control de campo). Los controles
de campo solamente pueden ser configurados y parametrizados con PC WORX. Los
programas arrancan completamente en el control de campo así que el Host PC es
libre para la operación y visualización de tareas.
IBSCMD (G3 Y G49)
Interactivo y configuración de control
independiente, operación y diagnostico de todos los dispositivos conectados en
un sistema INTERBUS, es posible con IBSCMD.
Se ejecuta bajo estándares MS Windows y puede
ser utilizado por un número de de tableros de control INTERBUS.
Es acoplado al tablero mediante una interface
serial (RS-232).
Este programa es dividido en 3 partes y pueden
ser operadas en la siguiente secuencia:
·
Configuración.
·
Monitoreo.
·
Diagnostico.
PC WORX.
Permite configurar, programar y
diagnosticar procesos.
Se ejecuta bajo MS Windows versión 3.1 y puede
solamente ser usado con Controles de campo (FC) o Controles de campo Remotos
(RFC). El PC host es solamente usado para operación y visualización como los
programas trabajando completamente con el control de campo.
Es acoplado con la interface RS-232 o Ethernet.
Consiste de 2 partes: SYSTEM WORX y PROGRAM
WORX en adición, la visualización con el software PC WORX, los conductores
pueden ser instalados con el paquete básico en el PC WORX.
Monitoreo.
La configuración monitoreo
son llevadas a cabo por el analista industrial ARC nombró a
estos dispositivos controladores de automatización programable, o PACs.
Los PACs de se
comunican usando los protocolos de red abiertos como TCP/IP u OPC.
Específicamente los PACs Beckhoff prácticamente están abiertos a todos los
protocolos industriales como lo son EtherCAT, Lightbus, PROFIBUS DP / FMS,
Interbus, CANopen, Multi-Master , DeviceNet, ControlNet, Modbus,
Fipio, CC-Link, SERCOS RS232/RS485, Ethernet TCP / IP, Ethernet / IP, PROFINET,
USB, entre otros.
Conclusión.
Las redes industriales soy muy importantes hoy en día, en especial INTERBUS ya que fue la primer red como tal, la cual estableció una manera de comunicación entre módulos, dispositivos y actuadores que permiten un mejor funcionamiento, y simplificación de cableado. Hoy en día la red Interbus es muy utlizada, incluso es fusionada con otras redes para un mejor control de los dispostivos.
Conclusión.
Las redes industriales soy muy importantes hoy en día, en especial INTERBUS ya que fue la primer red como tal, la cual estableció una manera de comunicación entre módulos, dispositivos y actuadores que permiten un mejor funcionamiento, y simplificación de cableado. Hoy en día la red Interbus es muy utlizada, incluso es fusionada con otras redes para un mejor control de los dispostivos.
