INTERBUS
INTRODUCCIÓN
Un bus de campo es un sistema de transmisión de datos que
interconecta dispositivos industriales y elementos de control. Los buses de
campo son normalmente redes digitales bidireccionales que permiten reducir
considerablemente los costos de implementación al rebajar la cantidad de
cableado a instalar. Otras ventajas importantes del uso de buses de campo son
la rapidez para transportar Información, la facilidad para administrar los
elementos de la red y la flexibilidad para distribuir el control.
Desde hace más de 20 años, INTERBUS es el sistema de comunicación de más
éxito mundial en el ámbito de la construcción de maquinaria e instalaciones. A través del cable bus serial se conectan en
red los sensores y actuadores, se controlan máquinas y partes de instalaciones
y se enlaza con sistemas jerárquicamente superiores.
Topología
Sistema Monomaestro-Multiesclavo (hasta
512 esclavos), optimizado para la transmisión numérica de entradas/salidas.
Sencillo de poner en marcha, indicada para las aplicaciones estándar con
entradas y salidas distribuidas.
El Maestro de INTERBUS se comporta como
una tarjeta de entradas-salidas del propio PLC, siendo transparente al usuario.
Físicamente parece utilizar topología en
estrella, pero cada nodo tiene un punto de entrada y uno de salida. Es, por
tanto una topología de anillo. Es un sistema muy sensible a fallos, como la
rotura del anillo.
Todos los nodos son activos y regeneran
la señal recibida antes de transmitirla al siguiente participante. Las señales
de ida y vuelta son integradas en el mismo cable y forman de este hecho na sola
línea física en estructura lineal.
Con su topología en ANILLO, 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.
Fibra Óptica
La Fibra
Óptica es un medio de transmisión físico capaz de brindar velocidades y
distancias superiores a las de cualquier otro medio de transmisión (cobre e
inalámbricos).
Son
pequeños filamentos de vidrio ultra puro por el cual se pueden mandar haces de
luz de un punto a otro en distancias que van desde 1m hasta N kilómetros. Existen diferentes tipos y cada una es para
aplicaciones diferentes.
Clasificación
de la Fibra Óptica.
Fibras multimodo. El término multimodo indica que pueden ser guiados
muchos modos o rayos luminosos, cada uno de los cuales sigue un camino
diferente dentro de la fibra óptica. Este efecto hace que su ancho de banda sea
inferior al de las fibras monomodo. Por el contrario los dispositivos
utilizados con las multimodo tienen un coste inferior (LED). Este tipo de
fibras son las preferidas para comunicaciones en pequeñas distancias, hasta 10 Km.
Fibras
monomodo. El diámetro del núcleo de la fibra es muy pequeño y sólo permite la
propagación de un único modo o rayo (fundamental), el cual se propaga
directamente sin reflexión. Este efecto causa que su ancho de banda sea muy
elevado, por lo que su utilización se suele reservar a grandes distancias,
superiores a 10 Km, junto con dispositivos de elevado coste (LÁSER).
La
fibra óptica se fabrica en:
·
Vidrio
para grandes distancias o altas velocidades.
·
Plástico:
barato; sólo para distancias cortas y bajas velocidades.
·
Centro
de vidrio y camisa de plástico – sólo para buses de campo.
Existen 3 tipos de fuentes de luz:
- LEDs – precio favorable, sólo para fibra Multimodo
- ELEDs – precio favorable, más barato que los Leds, no se requieren medidas de protección láser
- Láser, diodos láser LD
Elementos Básicos de INTERBUS.
Capa Física.
Tarjeta
Controladora: Se corresponde con el maestro. Controla y monitoriza el tráfico
de datos. Transfiere los datos de salida con los módulos correspondientes.
Recibe los datos de entrada. Se pueden visualizar los datos de diagnostico y error que son
transmitidos al host del sistema.
Bus
Remoto: La tarjeta controladora se conecta al bus remoto. Los datos se
transmiten a través de: Cables de cobre (RS-485), Fibra Óptica e Infrarrojos.
Puede transportar la alimentación de los módulos I/O y sensores, además de las líneas
de transmisión de datos.
Módulos Terminales de Bus: Se conectan al bus remoto. Dividen al sistema en segmentos
individuales. Permiten desconectar ramificaciones del anillo durante la operación.
Hacen la función de amplificadores (repetidores) de señal. Aíslan electricamente
los segmentos del bus.
Subanillo:
Corresponde a la zona del sistema donde se conectan los sensores y actuadores.Capa de Enlace.
Garantiza la integridad de los datos y permite el soporte de dos tipos
de tramas: datos de procesos y parámetros de identificación. Garantiza el
transporte de datos. Controlo de acceso al medio mediante acceso multiple por
división de tiempo, elimina colisiones de la transmisión. El acceso al bus se
realiza usando registros de desplazamiento sincronizados.
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 dispositiva. Pueden definirse slots adicionales 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. Todos lo elementos insertan sus datos en el bus simultáneamente, así las medidas de los lazos de control serán simultáneas.
Identificación.
Los ciclos de identificación permiten la administración del bus. Cada
dispositivo tiene un código de identificación que indica el tipo de dispositivo
de que se trata, y el tamaño de su bloque de datos. La configuración del bus se
lleva a cabo por una secuencia de ciclos de identificación. El maestro empieza
a leer en orden la identificación de los dispositivos conectados. En función de
estas lecturas se configura que circulará en el ciclo de datos.
Componentes de INTERBUS.
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 encuentra conectada.
Tarjeta
Controladora IBS. Se ubica en el slot 6 y 7 del RACK UR2. Esta funge como herramienta
de control y diagnostico 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.
Modulo de Salidas Digitales. Modulo donde se realiza la conexión de
actuadores digitales, tales como válvulas electromagnéticas, contactores o
dispositivos ópticos de aviso.
