Buses de campo

1. ¿Cuál es la función de las comunicaciones industriales?

Su función es la de permitir el intercambio de información (o de control) entre dispositivos remotos. Este intercambio puede realizarse mediante distintas tecnologías.
Intercambio de datos on-line y, en los niveles inferiores de la pirámide (sensores, actuadores, máquinas, células de fabricación, etc.), se exige el requisito de tiempo real.
Intercambio de datos eficiente y de bajo coste temporal y económico.






2. ¿Qué tipo de alternativas de comunicación existen para comunicar los diferentes dispositivos que forman un sistema industrial?


• Cableado mediante bases precableadas
• Entradas y salidas distribuidas
• Buses de campo






3. ¿Qué problemas presenta el cableado clásico?

El problema más evidente es que necesitamos un cable que conecte los diferentes dispositivos y si los dispositivos se encuentran a varios metros de distancia, y ademas son varios los dispositivos que queremos conectar, el coste en metros de cableado puede ser considerable y esto en los tiempo actuales es un gran inconveniente, a parte de la telaraña de cables que habría que desplegar de un punto a otro.








4. ¿Qué ventajas presentan los buses de campo respecto a los otros métodos de cableado?


• Diseñados para transmitir pequeñas cantidades de datos
• Cubrir necesidades de tiempo real
• Tener gran compatibilidad electromagnética
• Número reducido de estaciones
• Fácil configuración
• Protocolos simples y limitados
• Bajos costes de conexión
• Pseudoconsistente con el modelo OSI de ISO
• Reducir coste de cableado de la instalación
• Facilita la ampliación o reducción de elementos
• Permite integrar los dispositivos menos inteligentes







5. ¿Qué niveles jerárquicos presenta la pirámide CIM? Nómbralos










6. ¿Qué tipo de bus se utilizaría en el nivel de proceso de la pirámide CIM?




El bus AS-i: La idea original fue crear una red simple para sensores y actuadores binarios, capaz de transmitir datos y alimentación a través del mismo bus, manteniendo una gran variedad de topologías que faciliten la instalación de los sensores y actuadores en cualquier punto del proceso con el menor esfuerzo posible. Las especificaciones de AS-i se encuentran actualmente en su versión 3.0. Éstas son de carácter abierto, lo que significa que cualquier fabricante puede obtener una copia de las mismas para elaborar sus productos.






7. ¿Qué peculiaridad tiene el cableado del bus AS-i respecto a los demás?




El cable usa un sistema "poka-yoke" que es el reborde que sobresale del cable para evitar que se pueda conectar al revés, es de color amarillo y es autocicatrizante, ya que los conectores usan un sistema "vampiro" para morder el cable y al retirar la conexión en el cable no quedan marcs. Sólo posee dos cables, uno para alimentación y otro para datos, se puede emplear cualquier cable bifilar de 2 x 1.5 mm2 no trenzado ni apantallado.






8. ¿Cuál es el futuro de las comunicaciones industriales?

La tendencia para el futuro en el campo de las comunicaciones industriales son las tecnologías inalámbricas (wireless), es decir aquellas tecnologías que no utilizan el cableado físico y se comunican por ondas a través del aire. Este tipo de tecnologías se van introduciendo en nuestras vidas de manera muy visible en los últimos años. Desde la telefonía móvil hasta las salas VIP de los aeropuertos españoles. Por tanto era de esperar que la industria no se hiciera esperar, aunque de momento no existe una uniformidad entre los diferentes sistemas existentes, hay muchos estándares que están en continua evolución.
Algunos ejemplos de esta tecnología son: Bluetooth, Wi-fi, UWB,... Esta tecnología permitirá llegar a velocidades mucho más importantes, con un transporte mucho mayor de información y sin los problemas de espacio ni interferencias. 








9. ¿Qué diferencias existen entre los buses propietarios y los buses abiertos?


• BUS propietario:

Son aquellos sistemas que se caracterizan por su restricción de componentes a los productos de un solo fabricante, por lo tanto, no existe compatibilidad con productos de otros fabricantes. Una de las ventajas principales de estos buses de campo cerrados o propietarios es que tienen bajos requisitos de configuración y puesta a punto, ya que todos los componentes se obtienen de un solo fabricante y por lo tanto están estandarizados. La desventaja es la dependencia de los productos y precios a un fabricante.


• BUS abierto:

Los buses de campo abiertos son todo lo contrario. Son sistemas que facilitan la comunicación entre dispositivos de diferentes fabricantes sin necesidad de adaptaciones adicionales. En pocas palabras, los usuarios podrán usar o desarrollar productos basados en estos buses de campo abiertos a un costo razonable y sin mucho esfuerzo. Existe una completa disponibilidad de herramientas y componentes hardware y software.







10. Elabora una tabla que recoja las siguientes características (técnicas de transmisión de datos, interfaces y elementos de conexión, técnicas de control de flujo, de detección de errores y de acceso al medio en la transmisión de datos.) de los distintos buses de campo vistos en los apuntes.

BUS	Tecnicas de transmision	Interfaces y elementos de conexión	Técnicas de control de flujo	Detección de errores	Acceso al medio
AS-i	Transmisión en serie asincrona	Conectores de pinza	-	Algunos esclavos incorporan un vigilante que revisa continuamente la comunicación con el maestro y actua en caso de que ésta sea interrumpida o se produzca la detección de errores (paridad, reenvio, etc...)	Sistema con solo un maestro y sondeo cíclico
CAN	Transmisión en serie asincrona	Conectores de pinza	-	CSMA/CD+CR o "Carrier Sense, Múltiple Acces/Collision Detection + Collision Resolution"	Paso de testigo, cada equipo está siempre a la escucha y las transmisiones se realizan bajo el control de un equipo especial (arbitro de bus)
CANopen	Transmisión en serie, ciclica y sincrona	Conectores de pinza	-	CSMA/CD+CR o "Carrier Sense, Múltiple Acces/Collision Detection + Collision Resolution"	Paso de testigo, cada equipo está siempre a la escucha y las transmisiones se realizan bajo el control de un equipo especial (arbitro de bus)
Profibus	Emplea una topología de bus con terminación en ambos extremos, lo que asegura el acoplamiento y desacoplamiento durante la operación normal sin afectar al resto	RS-485 o IEC 1158-2	-		Profibus-Token Ring, maestro-esclavo
Interbus	Anillo cableado	RS-485			Maestro-esclavo
Ethernet	Transmisión en serie asíncrona	RJ-45

A continuación una tabla que refleja mejor lo que he tratado de ilustrar con la mia: