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Buses de Campo en el
Control de Procesos
Industriales

Autora: Silvina Grupalli
Laboratorio de Instrumentación Industrial
J u n io 2 0 0 7

Índice

Página

I n t ro d u c c i ó n

1

Aspectos Históricos

1

Entradas y Salidas en el Nivel Inferior: Buses de Campo

3

Bus de campo: Definición - Características generales

5

Clasificación de los Buses de Campo

6Buses de Campo en el Mercado
Description General
Profibus

9

W o rl d F I P

12

Hart

13

F i e l d b u s F o u n d a ti o n

17

Anexos:
Anexo A - Comunicación Serial. Estándares : RS-232, RS-422 , RS-485

21

Anexo B - Modelo de Capas OSI

24

Anexo C - Comparación de características entre algunos buses y protocolos

26

Buses de Campo en el Control de ProcesosIndustriales

Buses de Campo en el Control de Procesos Industriales
Introducción
La medición y el control en la industria son muy importantes tanto desde el punto de vista del
funcionamiento correcto del proceso como de la consideración del balance adecuado entre
costos y producto final (relación calidad/precio).
El desarrollo de los sistemas de control se produce simultáneamente con elmanejo y la
evolución de los sistemas de comunicaciones. Esto se manifiesta en diferentes niveles de
abstracción sobre integración y producción de acuerdo a la filosofía de la "Computer
lntegrated Manufacturing" -CIM.
La necesidad de disponer de dispositivos inteligentes para realizar el control o la supervisión
remota, tanto de procesos de fabricación, como de almacenamiento o distribución sehace
cada vez mas importante con el transcurso del tiempo. Es así que aparecen en escena los
buses de campo como un sistema de transmisión de datos que simplifica enormemente la
instalación y operación de máquinas y equipamientos industriales utilizados en procesos de
producción. Existen muchos tipos diferentes de buses en uso y muchos son altamente
dependientes de las aplicaciones.
Hoy, lossistemas o redes de comunicación empleados en entornos industriales se
encuentran sometidos a una problemática específica que condiciona enormemente su diseño
e implementación.
Aspectos Históricos
Hasta la década de los 70, puede decirse que el control de un proceso productivo se basaba
en la existencia de un lazo de control analógico para cada variable del sistema, y como
consecuencia, setenían tantos lazos de control como variables a controlar. Esta situación
daba lugar a la aparición de grandes paneles de control, con un gran número de variables
dinámicas. En estas condiciones, al operador del sistema le resultaba difícil supervisar
adecuadamente todo el proceso productivo.
Hacia los años 70 se comenzaron a introducir las computadoras en el control de procesos,
fundamentalmentepara realizar tareas de vigilancia. La computadora se encargaba de
supervisar las variables controladas para detectar niveles anómalos, generando entonces las
alarmas pertinentes y emitiendo a partir de ellas los informes sobre el estado del sistema.
Posteriormente, se comenzó a incluir también en las labores de control, ya que debido a su
capacidad de cálculo podía sustituir al panel decontrol, y tener programados los bucles de
control. El principal inconveniente que se planteaba era la mayor debilidad del sistema al
existir un punto de fallo crítico, la propia computadora. Una posible solución consistía en
duplicar el equipo, disponiendo de una estación de respaldo, comunicado con el primero, y
capaz de seguir con el control del proceso en caso de fallo.
El desarrollo de losmicroprocesadores, microcontroladores y los controladores lógicos
programables (PLCs) dieron lugar a la aparición del control distribuido. En este tipo de
esquema, un PLC o un microprocesador controla uno o más lazos del sistema, realizando un
control directo de los mismos, y se comunica con otros elementos de su nivel y con el nivel
superior de control o supervisión. El fallo de un elemento...