Redes Industriales PROFIBUS y AS-I: Componentes, Ventajas y Aplicaciones

Topología de Red en Estrella

En una topología de red en estrella, todos los puestos de trabajo están conectados a un nodo central. Este nodo central es el responsable de controlar la transferencia de información.

Ventajas (V):

• Mayor rendimiento.
• Facilidad para añadir o suprimir nodos.

Inconvenientes (I):

• Dependencia total del nodo central (generalmente un HUB).

PROFIBUS: Tipos y Características

PROFIBUS es un estándar de red de campo abierto e independiente de proveedores, que permite la comunicación entre dispositivos de automatización de diferentes fabricantes.

PROFIBUS-FMS

PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification) está implementado en el nivel 7 del modelo OSI. Su aplicación principal es la transferencia de grandes volúmenes de datos entre dispositivos inteligentes (maestros) en una red. Se basa en una arquitectura cliente-servidor.

PROFIBUS-DP

PROFIBUS-DP (Decentralized Periphery) se utiliza para el intercambio rápido de un volumen medio de información entre un controlador (maestro) y varios controladores o dispositivos (esclavos) distribuidos en el proceso y conectados a la misma red. PROFIBUS-DP opera en los niveles 1 y 2 del modelo OSI, utilizando la especificación física RS485.

PROFIBUS-PA

PROFIBUS-PA (Process Automation) es una extensión de PROFIBUS-DP, diseñada para el control de procesos en zonas con riesgo de explosión (zonas EX), garantizando la seguridad intrínseca.

Bus AS-I (Actuator Sensor Interface)

La instalación de un sistema basado en AS-I ofrece varias ventajas:

Ventajas a Nivel de Equipo

• Los problemas en un esclavo no afectan al resto de la red.
• Los esclavos toleran breves caídas de tensión y se detienen si la alimentación cae por debajo de 14V.
• Los esclavos están protegidos contra la inversión de polaridad.
• Autoconfiguración: El maestro AS-I gestiona automáticamente la configuración y monitorización del bus, sin necesidad de definir parámetros como la velocidad de transmisión o la cantidad de datos.
• La red es transparente para el usuario, mostrando solo un conjunto de entradas y salidas.

Ventajas Generales

• Menor cantidad de tarjetas de entrada/salida en el equipo de control.
• Reducción del tamaño del armario eléctrico.
• Simplificación del cableado, facilitando el cumplimiento de la normativa de compatibilidad electromagnética (EMC).
• Reducción de accesorios de cableado.
• Esquemas eléctricos más simples y claros.
• Menor tiempo de instalación, mantenimiento y puesta en marcha.
• Ampliaciones de entradas/salidas sin modificar el cableado existente.
• Instalación y programación de nuevos esclavos sin necesidad de conocimientos especiales.

Componentes de una Red PROFIBUS

Los equipos participantes en una red PROFIBUS son:

• Maestros
• Esclavos inteligentes
• Esclavos pasivos
• Cable
• Conector

Maestros

Los maestros del bus son dispositivos inteligentes como:

• PLCs Siemens S7-400, S7-300.
• Paneles de operador con PLCs integrados (serie C7).
• Ordenadores con puerto DP.

Esclavos Inteligentes

Los esclavos inteligentes pueden funcionar de forma autónoma y, a su vez, ser parte de una red PROFIBUS-DP como esclavos. Ejemplos:

• PLCs Siemens S7-300 con puerto DP.
• PLCs Siemens S7-200 con módulo EM277 (puerto DP).
• Variadores de frecuencia (Micromaster).
• Servocontroladores (Simodriver).

Esclavos Pasivos

Los esclavos pasivos solo responden a las órdenes del maestro. No tienen iniciativa en la comunicación; solo leen y escriben datos solicitados por el maestro. Ejemplos:

• Siemens ET200L, ET200M, ET200S, ET200ECO.

Cables y Conectores

Se utilizan cables y conectores específicos para PROFIBUS, diseñados para cumplir con las especificaciones de la norma y garantizar una comunicación fiable.