VOLKSWAGEN INSTITUTO
Alumna:
Karla Mayte
Yáñez Garrido
Tema:
Informe
mensual - INTERBUS-
Especialidad:
Mecatrónica
Industrial
5to
semestre
Es un sistema de transmisión de información de 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 atreves del tradicional bucle de corriente de 2-20
mA.
-INTERBUS-
Protocolo propietario inicialmente de la empresa Phoenix
contact GmbH aunque posteriormente ha sido abierta su especificación
normalizado bajo DIN 19258, norma europea EN 50 254, fue introducida en el año
1984.
MÉTODO DE 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 delos tiempos asignados a cada
dispositivos, pueden definirse slots adicionales para la transmisión de bloques
de datos en modo de conexión.
Se pueden enviar grandes bloques de datos sin alterar el
tiempo de ciclo para los datos de proceso.
Todos los elementos insertan sus datos en el bus
simultáneamente atreves.
TOPOLOGÍA.
Topología en
anillo y comunicación mediante un registro de desplazamiento en cada nodo se
puede enlazar buses periféricos al
principal, basado en el esquema MAESTRO-ESCLAVO.
El sistema
maestro INTERBUS / esclavo permite la conexión de hasta 512 dispositivos, a
través de 16 niveles de redes. El anillo se cierra automáticamente por el último
dispositivo.
• Topología:
anillo activo
• Maestro /
esclavo, telegrama fijo longitud, determinista
• Velocidad
de transmisión: 500 kbps
• 4096 S / I
puntos, máximo
• Longitud de
autobús: 400 m (1312.336 ft.) entre dosdispositivos de bus remoto, de longitud
total: 13 km (8.078 millas).
• Los campos
de aplicación típicos: sensor generales / actuador aplicaciones, la máquina y la
producción del sistema, proceso ingeniería
MEDIOS FISICOS Y DISTANCIAS.
Fibra óptica.
La fibra
óptica es un medio de transmisión, empleado habitualmente en redes de datos y
telecomunicaciones, consistente en un hilo muy fino de material transparente,
vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que
representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado
y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima
del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente
de luz puede provenir de un láser o un diodo led.
Las fibras
se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran
cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de la
radio y superiores a las de un cable convencional. Son el medio de transmisión
por cable más avanzado, al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, y
también se utilizan para redes locales donde se necesite aprovechar las
ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.
Monomodo
(SMF)
Por lo
general, está formada por un núcleo de 9 micras de diámetro y, cuando se
utiliza con luz de 1300 nm, permite la propagación en un haz de luz simple. La
ventaja de este sistema es que los pulsos de luz no se distorsionan debido a
que las ondas sigan trayectos distintos a través del núcleo. Se puede utilizar
para distancias mucho mayores y con anchos de banda superiores.
2. Multimodo (MMF)
En la fibra
multimodo, el diámetro del núcleo suele ser de 50 o 62,5 micras. La distorsión
de los pulsos de luz es mayor, por lo que las distancias de transmisión deben
ser mucho más cortas que en el cable de fibra mono modo.
La principal
ventaja del cable de fibra óptica es que es inmune a las interferencias
eléctricas y magnéticas. Por lo tanto, es una solución excelente para los entornos
industriales rigurosos, garantiza unas transmisiones seguras y ofrece una
capacidad de transmisión muy alta.
PROTOCOLO
DE COMUNICACIÓN.
Interbus es un bus de campo para la
interconexión de sensores y actuadores. Las partes claves de INTERBUS han sido
estandarizadas en Alemania por la
DKE (Deutsche
Elektrotechnische Kommission para DIN y VDE). En 1993, se publico la norma DIN
E 19258. Esta norma cubre los protocolos de trasmisión y los servicios que
necesita para la comunicación de datos de proceso. Las especificaciones para la
transmisión de parámetros han sido publicadas en el DIN Report 46 (1995).
En 1977, la Organización Internacional de Estándares
(ISO) (International Standards Organization), integrada por industrias
representativas del medio, creó un subcomité para desarrollar estándares de
comunicación de datos que promovieran la accesibilidad universal y una
interoperabilidad entre productos de diferentes fabricantes.
El resultado de estos esfuerzos es el Modelo
de Referencia Interconexión de Sistemas Abiertos (Open System Interconnection
model) OSI.
Modelo OSI es un lineamiento funcional para
tareas de comunicaciones y, por consiguiente, no especifica un estándar de
comunicación para dichas tareas. Sin embargo, muchos estándares y protocolos
cumplen con los lineamientos del Modelo OSI.
Como se mencionó anteriormente, OSI nace de
la necesidad de uniformizar los elementos que participan en la solución del
problema de comunicación entre equipos de cómputo de diferentes fabricantes.
Estos equipos presentan diferencias en:
·
Procesador Central.
·
Velocidad.
·
Memoria.
·
Dispositivos de Almacenamiento.
·
Interfaces para Comunicaciones.
·
Códigos de caracteres.
·
Sistemas Operativos.
Estas diferencias propician que el problema
de comunicación entre computadoras no tenga una solución simple.
Dividiendo el problema general de la
comunicación, en problemas específicos, facilitamos la obtención de una
solución a dicho problema.
Esta estrategia establece dos importantes
beneficios:
Mayor comprensión del problema.
La solución de cada problema específico puede
ser optimizada individualmente. Este modelo persigue un objetivo claro y bien
definido:
Formalizar los diferentes niveles de
interacción para la conexión de computadoras habilitando así la comunicación
del sistema de cómputo independientemente del:
·
Fabricante.
·
Arquitectura.
·
Localización.
El modelo OSI define las normas para:
·
La forma en que los dispositivos se comunican
entre sí.
·
Los medios utilizados para informar a los
dispositivos para enviar los datos y cuándo no para transmitir datos.
·
Los métodos que se asegura de que los
dispositivos tienen un caudal de datos correctos
·
Los medios utilizados para garantizar que los
datos se pasa a, y recibida por el destinatario.
·
La manera en que los medios de transmisión
física es organizado y conectado.
El modelo OSI se compone de siete capas que
se presentan como una pila. Datos que se transmite a través de la red se mueve
a través de cada capa.
Las siete capas del modelo OSI son los
siguientes:
·
Capa 1 - Física
·
Capa 2 - de Enlace de Datos
·
Capa 3 - de Red
·
Capa 4 - de Transporte
·
Capa 5 - de Sesión
·
Capa 6 - de Presentación
·
Capa 7 - de Aplicación
Cada capa del modelo OSI tiene sus propias
funciones únicas. El proceso de envío de datos se inició normalmente en la capa
de aplicación, se envía a través de la pila a la capa física y, a continuación,
a través de la red al destinatario. Los datos se reciben en la capa física, y
el paquete de datos se transmite luego a la pila a la capa de aplicaciones.
La función del modelo OSI es estandarizar la
comunicación entre equipos para que diferentes fabricantes puedan desarrollar
productos (software o hardware) compatibles (siempre y cuando sigan
estrictamente el modelo OSI).
Estándar EIA RS 485
El estándar RS 485 permite la transmisión diferencial balanceada en
redes multipunto, y su uso está ampliamente extendido a ámbitos industriales.
Sus principales características son las siguientes:
- hasta
32 emisores receptores en la misma línea (ampliable dependiendo del tipo
de driver empleados).
- Transmisión
diferencial con niveles de salida de ± 1.5 V a ± 5 V.
- Los
niveles lógicos se representan por:
A< B: 1 lógico (marca o señal de control
desactivada)
B< A: 0 lógico (espacio o señal de control
activada).
Siendo la sensibilidad de entrada de 200 milivoltios.
- El
voltaje en modo común puede variar en el rango de + 12 V a -7 V (se
recomienda utilizar línea de masa para mantener el Vcm en este rango).
- Longitud
de cable de hasta 1200 m.
- Protección
contra sobre corriente de 250 mA.
- Velocidad
de transmisión de hasta 10 Mbps, dependiendo de la longitud del cable.
Para velocidades elevadas se requiere el empleo de terminadores en la
línea.
Consideraciones de velocidad en RS 485.
La velocidad de transmisión en dispositivos en modo diferencial
balanceado está limitada por la longitud de cable existente entre los mismos.
IDENTIFICACIÓN DE DISPOSITIVOS O
PARTICIPANTES DE INTERBUS.
Tarjeta controladora
Se comunica
con el Maestro y controla y monitoriza el tráfico de datos, además transfiere
los datos de salida con los módulos correspondientes.
Recibe los
datos de entrada y puede visualizar los datos de diagnostico y error que son
transmitidos al elemento del sistema.
Bus remoto
La tarjeta
controladora se conecta al bus remoto.
Los datos se transmiten físicamente a través de:
· Cables de
cobre ( estándar RS-485)
· Fibra Óptica
·
Infrarrojos
Módulos
terminales de bus
Se conectan al bus remoto y dividen al sistema en
segmentos individuales. Hacen la función
de amplificadores (repetidores) de señal además de aislar eléctricamente los
segmentos del bus.
RACK UR2. El RACK UR2, interconecta, da
soporte y energiza a todos sus slots (área donde se montan algunos elementos de
la red).
· PS
407 10A. Se coloca en el slot 1 y 2 del RACK. La PS 407 10A, energiza al
RACK
· CPU
416-2. Se coloca en el slot 3. La CPU tiene funcionalidad proxy. A
través del programa lógico cargado desde la computadora, recibe, almacena y envía
paquetes de datos en la red donde se encuentre conectada.
·
Tarjeta
controladora IBS. Se ubica en el slot 6 y 7 del RACK UR2. Ésta funge como
herramienta de control y diagnóstico de la red INTERBUS.
· Convertidor
de Medios IBS OPTOSB-MA/M/L-LK-OPC. Colocado en el puerto X2 de la Tarjeta
Controladora. El Convertidor de Medios se encarga de la interoperabilidad
entre la fibra óptica y la red de cobre.
· Ruggedline. Trabaja
según la lógica del programa de Entradas y Salidas de señal.
· Acoplador
de bus. Es en el acoplador de bus donde se conecta la fibra óptica y la
alimentación del mismo modulo.
· Power-IN. Se encarga de
alimentar a las Entradas o salidas digitales.
· Modulo
de Entradas Digitales. Modulo donde se conectan las señales de entradas
originadas en interruptores de fin de carrera o interruptores de proximidad por
ejemplo.
· Modulo
de Salidas Digitales. Modulo donde se realiza la conexión de actuadores
digitales, tales como válvulas electromagnéticas, contactores o dispositivos
ópticos de aviso.
VELOCIDADES DE TRANSMISIÓN.
Cada
dispositivo de la red intercambia datos con el maestro a través de sus
registros de datos internos, que forman parte del registro de desplazamiento
global que forma la red completa.
Este tipo de
bus puede transmitir una serie síncrona a 500Kbps y alcanzar una distancia
entre nodos de 400m.
Las fibras ópticas
se fabrican de:
1. Vidrio
para grandes distancias o altas velocidades
2. Plástico:
barato; sólo para distancias cortas y bajas velocidades
3. Centro de
vidrio y camisa de plástico – sólo para buses de campo
REDUNDANCIAS.
INTERBUS es
de las primeras tecnologías de bus que no manejan redundancia.
SOFTWARE DE ADMINISTRACIÓN.
DIAG+
NETSCAN:
Diag+
NetScan facilita el control simultáneo de redes INTERBUS con varias tarjetas
controladoras/varios controladores. Así, por ejemplo, las calidades de
transmisión de todos los tramos de fibra óptica de una instalación completa
están constantemente controladas. En el control también pueden incluirse buses
subordinados, conectados a través de acopladores de sistema.
Software
exclusivo de PHOENIX CONTACT.
SIMATIC STEP
7:
STEP 7 es un
Software de Programación de PLC (Controladores Lógicos Programables el
SIMATIC-S7 de Siemens, es el sucesor de SIMATIC S5 STEP 7 está ampliamente
extendido en toda Alemania. Los autómatas SIMATIC constituyen un standard en la
zona, compitiendo en primera línea con otros sistemas de programación y control
lógico de autómatas, según la norma IEC 61131-3.
Software
exclusivo de SIEMENS.
