Buses de campo

Marco Teórico

INTRODUCCIÓN
Un Bus de Campo es un sistema de transmisión de información (datos) que simplifica enormemente la instalación y operación de máquinas y equipamientos industriales utilizados en procesos de producción. El Objetivo Principal de un bus de campo es sustituir las conexiones punto a punto entre los elementos de campo y el equipo de control a través del tradicional buclede corriente de 4-20 mA. Típicamente son redes digitales, bidireccionales, multipunto, montadas sobre un bus serie, que conectan dispositivos de campo como PLCs, transductores, actuadores y sensores. Con ello reemplazamos los sistemas de control centralizados por redes de control distribuido mediante el cual permita mejorar la calidad del producto, reducir los costos y mejorar la eficiencia.

2VENTAJAS DE LOS BUSES DE CAMPO
La principal ventaja que ofrecen los buses de campo, y la que los hace más atractivos a los usuarios finales, es la reducción de los costos. El ahorro proviene fundamentalmente de tres fuentes: ahorro en costos de instalación, ahorro en el costo del mantenimiento y ahorros derivados de la mejora del funcionamiento del sistema. Una de las principalescaracterísticas de los buses de campo es su significativa reducción en el cableado necesario para el control de una instalación. Se estima que puede ofrecer una reducción de 5:1 en los costos del cableado. El hecho de que los buses de campo sean más sencillos que otras redes industriales como por ejemplo MAP, las necesidades de mantenimiento se reducen, de modo que la fiabilidad del sistema a largo plazoaumenta. Los operadores pueden monitorizar todos los dispositivos que integran el sistema y fácilmente pueden interpretar las interacciones entre ellos. La detección de las fuentes de problemas en la planta y su corrección resulta mucho más sencilla, reduciendo los costos de mantenimiento y el tiempo de parada de la planta. Otra ventaja de los buses de campo es que solo incluyen 3 capas (Física, Enlacey Aplicación), y un conjunto de servicios de administración. El usuario no tiene que preocuparse de las capas de enlace o de aplicación. Solo necesita saber cuál es su funcionalidad. Al usuario solo se le exige tener un conocimiento mínimo de los servicios de administración de la red, ya que parte de la información generada por dichos servicios puede ser necesaria para la reparación de averías enel sistema. De hecho, prácticamente, el usuario solo debe preocuparse de la capa física y la capa de usuario.

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BUSES DE CAMPO EXISTENTES
Debido a la falta de estándares, diferentes compañías han desarrollado diferentes soluciones, cada una de ellas con diferentes prestaciones y campos de aplicación, en una primera clasificación tenemos los siguientes grupos:

BUSES DE ALTA VELOCIDAD YBAJA FUNCIONALIDAD
Diseñados para integrar dispositivos simples como finales de carrera, fotocélulas, relés y actuadores simples, funcionando en aplicaciones de tiempo real, y agrupados en una pequeña zona de la planta, típicamente una máquina. Suelen especificar las capas física y de enlace del modelo OSI, es decir, señales físicas y patrones de bits de las tramas. Algunos ejemplos son: CAN:SDS: ASI: Diseñado originalmente para su aplicación en vehículos Bus para la integración de sensores y actuadores, basado en CAN Bus serie diseñado por Siemens para la integración de sensores y actuadores.

BUSES DE ALTA VELOCIDAD Y FUNCIONALIDAD MEDIA
Basados en el diseño de una capa de enlace para el envió eficiente de bloques de datos de tamaño medio, son buses capaces de controlar dispositivosde campo complejos, de forma eficiente y de bajo coste. Algunos ejemplos son: DeviceNet: Desarrollado por Allen-Bradley, utiliza como base el bus CAN e incorpora una capa de aplicación orientada a objetos. LONWorks: Red desarrollada por Echelon. BitBus: Red desarrollada por Intel DIN MessBus: Estándar alemán de bus de instrumentación, basado en comunicación RS232. InterBus-S: Bus de campo...