Profibus: Arquitectura, Perfiles y Dispositivos en Redes Industriales

Introducción a Profibus

Profibus es un bus de campo abierto y transparente, diseñado para permitir la interconexión de dispositivos de automatización de diferentes fabricantes en una misma red. Cumple con las normas estándar EN50170 e IEC61158 y se basa en el modelo OSI para la comunicación de datos.

Perfiles de Profibus

Existen tres perfiles principales de Profibus:

• Profibus FMS: Se utiliza para la transferencia de grandes volúmenes de datos entre dispositivos inteligentes en la misma red. Corresponde al nivel 7 del modelo OSI.
• Profibus DP: Se enfoca en el intercambio de información a alta velocidad entre un controlador maestro y varios controladores esclavos. Opera en los niveles 1 y 2 del modelo OSI y utiliza la norma física RS-485.
• Profibus PA: Está diseñado para aplicaciones en el control de procesos y cumple con la norma IEC 1158-2.

Siemens ofrece dos perfiles adicionales, exclusivos para sus productos:

• Enlaces S7: Facilitan la configuración de redes con equipos Siemens S7.
• Profibus FDL: Se utilizan para configurar redes con equipos de las gamas S7 y S5, también conocidos como enlaces AG-AG.

Profibus DP (Periferia Descentralizada)

Profibus DP es un sistema determinista ideal para comunicaciones a nivel de campo, ya que requiere una velocidad de transmisión alta y conocida (aproximadamente 10 ms). Otros criterios importantes son:

• Capacidad de diagnóstico ante errores en la red o en los dispositivos.
• Inmunidad a interferencias ambientales.
• Facilidad de configuración, manejo y construcción.

El control de acceso a la red se basa en el modelo maestro-esclavo, donde un controlador maestro gestiona hasta 126 dispositivos esclavos.

Tipos de Dispositivos en Profibus DP

Existen dos categorías de maestros y una de esclavos:

• DPM1: Maestro DP de clase 1, encargado del control de los esclavos en su red. Generalmente son autómatas programables u ordenadores.
• DPM2: Maestro DP de clase 2, utilizado para configuración y diagnóstico. Normalmente son terminales de operador o unidades de programación.
• Esclavo DP: Unidad de periferia que lee entradas (dispositivos de mando y detección) y envía información a las salidas conectadas.

Transmisión de Datos

En una red Profibus DP, pueden existir uno o varios maestros y esclavos. Se utilizan dos sistemas de transmisión:

• Token
• Maestro-esclavo

Versiones de Profibus DP

• DP-V0: El maestro realiza funciones de configuración, parametrización, lectura cíclica de salidas y lectura de datos de diagnóstico.
• DP-V1: El maestro realiza las funciones de DP-V0, además de lectura y escritura acíclica, y reconocimiento de alarmas.
• DP-V2: El maestro realiza las funciones de DP-V0 y DP-V1, además de sincronización del reloj entre estaciones y regulación de comunicaciones directas entre esclavos.

Equipos en una Red Profibus DP

Una red Profibus DP incluye:

• Maestros
• Esclavos inteligentes
• Esclavos pasivos
• Cables y conectores

Maestros del Bus

Los maestros del bus son equipos inteligentes, como:

• Autómatas programables S7-400
• Autómatas programables S7-300
• Paneles de operador con autómatas programables (serie C7)
• Ordenadores con puesto DP

Esclavos Inteligentes del Bus

Los esclavos inteligentes pueden funcionar de forma autónoma y como esclavos en una red Profibus DP, como:

• Autómata programable S7-300 con puerto DP
• Autómata programable S7-200 con módulo EM 277 (puerto DP)
• Convertidores de frecuencia Micromaster
• Servocontroladores Simodrive

Esclavos Pasivos del Bus

Los esclavos pasivos solo responden a las órdenes del maestro, como:

• ET 200L
• ET 200M
• ET 200S
• ET 200 ECO