CONCEPTOS GENERALES DE COMUNICACIONES DIGITALES

1.- CONCEPTOS GENERALES DE COMUNICACIONES DIGITALES
1.1. INTRODUCCIÓN
La creciente automatización de los procesos industriales no podría explicarse de
no ser por el constante aumento de las prestaciones de los equipos denominados
«inteligentes», basados en los microprocesadores. Estos equipos, aparte de la
ventaja esencial de ser programables, han ido aumentando sus prestaciones en
cuanto acapacidad de control, potencia de cálculo y facilidad de interfaz con el
proceso. Pero todo ello habría llegado a un límite si, al mismo tiempo, no se hubiera
desarrollado la posibilidad de interconectarlos entre sí y con otros equipos con
mayor potencia de cálculo, formando sistemas con «inteligencia distribuida». En
tales sistemas, algunos procesadores de control se encargan de funcionesespecíficas, situándose en los puntos más próximos al proceso pero, a su vez, se
interconectan entre sí y con otras CPU dedicadas a diseño, gestión y coordinación
global de dicha planta (concepto CIM, véase la figura 1.1).
En el momento actual todavía coexisten en muchas industrias lo que se ha venido
en llamar «islas automatizadas», es decir, varias partes automatizadas controladas
porequipos basados en microprocesador (uP), pero completamente independientes
entre si. La comunicación entre ellas, si bien es técnicamente posible, no se lleva a
cabo en algunos casos por la diversidad de medios físicos y protocolos empleados
y, en definitiva, por la falta de compatibilidad entre los códigos y los lenguajes de
cada una de estas partes.
Lo deseable y la tendencia actual, es enlazarestas islas a través de sistemas de
comunicación que permitan el intercambio de datos entre ellas y que sean lo
suficientemente abiertos para poder enlazar los autómatas programables, controles
numéricos, estaciones robotizadas, etc., con otros computadores o «host» y a través
de ellos poder acceder incluso a redes de comunicación de más altas prestaciones.
Los problemas ocasionados por ladiversidad de lenguajes y formas de operar de
distintos automatismos basados en uP, se hacen evidentes cuando su número
empieza a ser relativamente grande en una misma planta. La programación y el
diálogo hombre-máquina con autómatas programables, controles numéricos, robots,
sistemas de CAD y de gestión y otros sistemas supuestamente inteligentes requiere
el aprendizaje de lenguajes diversos ymétodos de operación peculiares para cada
uno. Además, la imposibilidad de intercambiar información entre ellos limita
enormemente las posibilidades del conjunto.
En este capitulo y los siguientes daremos una visión general de los sistemas de
comunicación en el entorno industrial, estudiando las redes más comunes y sus
principios de funcionamiento, tanto desde el punto de vista de hardwarecomo de
software. El propósito es el de dar una información lo más completa posible sobre
comunicaciones aplicadas a redes de área local (LAN) en el entorno industrial y, por
tanto, no entraremos en detalles sobre los sistemas de comunicación WAN (red de
área amplia) a través de redes públicas de datos.
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En concreto, este capítulo lo dedicaremos al estudio de las estructurastípicas de
redes LAN y entraremos en algunos detalles en cuanto a los medios físicos: formas
de codificación y transmisión de datos, niveles de tensión, tipo y forma de cableado,
etc. En capítulos sucesivos se explicarán más específicamente las redes PLC-periféricos, PLC-PLC y PLC-computador, indicando algunos estándares de gran
implantación industrial.

Enterprise
Zone

ProductionHMI/Kepware

Proficy
Server

Process
Historian

Manufacturing
Zone

Domain
Controller

Information
Layer
Supervisory
Control (HMI)

Control &
Information
Layer
Device
Layer

Supervisory
Control (HMI)

Engineering
Workstation

HMI

Cell/Area
Zone

Quantumm™ PLC
Sensors Drives

I/O

Quantumm™ PLC ControlLogix
I/O

I/O

Drives

Sensors MCC

D/3
Robotics...