Visión de general de las redes industriales con una aplicación en la industria de la madera

1. Aplicaciones y Normas en Redes
Industriales
Ernesto Pinto L.
Miembro IEEE,
Jefe Técnico en Tecnología Integral S.A. (AIE)
19 de Julio de 2012
Santiago, Chile

2. Redes Industriales
TT-CAN IEEE Hart IEEE 802.4
WorldFIP
CASM Profibus-PA PLAN Profibus-FMS
Sercos IEEE P1118
IEC 61784
JBUS FDDI OPTOBUS
IEEE 802.3 CSMA-BA
VAN
ASI EN 50 295 Mini-MAP
FIPWay IEEE 802.11
MIL 1553B IEC F8000
GENIUS LIN
TCP-IP CANopen Interbus
IEC 61158
Ethernet EiBUS DeviceNet
CSMA-CA
TTP-A EN 50254 ControlFIP
Profibus-DP
UWB FieldBus Foundation J1939
ControlNet LocaFIP P-NET
EN 50170 PROFInet
Modbus CSMA-DCR
EtherLink ARCNET
LON FTT-CAN
SDS BlueTooth
MAP
SERIPLEX

3. Contenido
 Introducción.
 Organizaciones
 Redes Industriales
 Normalización
 Industria de la madera
 Conclusiones

4. Introducción
Gestión Nivel
Factoría • Niveles funcionales en un modelo de control jerárquico :
Planificación
Planta •Nivel Factoría :
• Funciones de gestión de la producción,
Suministro de recursos
Nivel planificación de operaciones, ingeniería, gestión
secuenciamiento global
Sección de almacén,.....
operaciones Area • Nivel de sección/área :
• Se generan órdenes de ejecución hacia el nivel
Coordinación de máquina Nivel Célula
de célula en base a las indicaciones del nivel de
Y operaciones factoría.
Control de operaciones • Funciones de elaboración de secuencias de
de los dispositivos de fabricación Nivel producción, secuenciamiento de tareas y
Estación coordinación de recursos en la planta.
Sensores/Accionadores Nivel
Proceso
Nivel de célula :
En él se sitúa el sistema de control que secuencia y controla una tarea
específica. Gestiona los recursos y materiales dentro de la propia célula.
Nivel de estación :
En él se encuentra el controlador de cada recurso individual, ej. máquinas-
herramienta, robots, sistemas de medición, sistemas de transporte,...
Nivel de proceso :
Dispositivos de campo que interactuan con el proceso : sensores,
actuadores, etc...

5. Modelo OSI
 Modelo OSI para comunicación de los buses de campo.

6. Organizaciones
• Problemas en normalización: especificaciones de distintos
proyectos:
 Fieldbus Foundation
 ISP: Interoperable System Project
 PTO: Profibus Trade Organisation
 ODVA: Open DeviceNet Vendor Association
 World FIP
 IEEE
 Entre otras…

7. Redes industriales
• ¿Qué es un Bus de Campo?
Un medio compartido
“sistema de comunicación para intercambiar datos entre
sistemas de automatización y dispositivos de campo”
Columna vertebral de un sistema
“Sistema de comunicación en tiempo real basado en el
modelo OSI”
Red de tiempo Real
“Sistema de comunicación que provee servicios bajo
restricciones temporales y está constituido por protocolos
capaces de gestionar estas restricciones”

8. Redes Industriales
• ¿Qué es un Bus de Campo?
Concepto Global
“Sistema de dispositivos de campo y/o dispositivos de
control que utilizan un medio físico común para
intercambiar datos”

9. Redes Industriales

10. Normalización
Buses de Alta Velocidad y Baja Funcionalidad
CAN: (Controller area Network) (ISO11898) Diseñado
originalmente para su aplicación en vehículos.
SDS: (EN 50325-4) Bus para la integración de sensores y
actuadores, basado en CAN.
ASI: (Actuator Sensor Interface) (EN 50295-2) Bus serie
para la integración de sensores y actuadores.
Capa física + Capa de Enlace

11. Normalización
Buses de Alta Velocidad y Funcionalidad Media
DeviceNet: (IEC IS 62026-3) Desarrollado por Allen-
Bradley, utiliza como base el bus CAN, e incorpora una capa
de aplicación orientada a objetos.
LonWorks: (Local Operating Network) Red desarrollada por
Echelon.
BitBus: Red desarrollada por INTEL.
InterBus: (EN 50254-2) Bus de campo de uso común en
aplicaciones medias.
Capa física + Capa de Enlace + Capa de Aplicación

12. Normalización
Buses de Alta Prestaciones
Profibus:(EN 50170-2 y IS 61158-3) Tiene una amplia
gama de aplicaciones en la industria.
WorldFIP: (Factory Instrumentation Protocol) (EN 50170-3
y IS 61158-7) Telemecanique. Fácil de mantener y
modificar.
Foundation Fieldbus: (EN 50170-A1 y IS 61158-5).
Permite control distribuido, monitoreo y calibración, entre
muchas cosas más…
Capa física + Capa de Enlace + Capa de Aplicación
+ Capa de Usuario

13. Normalización
Nombre Comercial IEC Standars CENELEC standars
P-NET IS 61158 Type 4 EN 50170-1 (1996)
PROFIBUS IS 61158 Type 3 EN 50170-2 (1996)
WorldFIP IS 61158 Type 7 EN 50170-3 (1996)
Foundation Fielbus IS 61158 Type 5 EN 50170-A1 (2000)
PROFIBUS-PA IS 61158 Type 3 EN 50170-A2 (2000)
ControlNet IS 61158 Type 2 EN 50170-A3 (2000)
INTERBUS IS 61158 Type 8 EN 50254-2 (1998)
PROFIBUS-DP IS 61158 Type 3 EN 50254-3 (1998)
WorldFIP (FIPIO) IS 61158 Type 7 EN 50254-4 (1998)
DeviceNet IS 62026-3 (2000) EN 50325-2 (2000)
SDS IS 62026-5 (2000) EN 50325-3 (2000)
CANOpen IS 62026-4 (2000) EN 50325-4 (2000)
AS-Interface IS 62026-2 (2000) EN 50295-2 (1998)

14. Actualidad
 IEC 61 784-2 esta basado en Ethernet
Protocolos estándar Protocolos basados en ethernet
CANopen EtherCAT
CANopen Ethernet Power
DeviceNet/ControlNet Ethernet/IP
LonWorks Lon over Ethernet
Modbus-RTU Modbus-TCP
PROFIBUS PROFINET
SERCOS I/II SERCOS III
CC-LINK CC-LINK IE
Fieldbus Foundation H1 Fieldbus Foundation HSE

15. Industria de la madera
 Múltiples etapas de Comunicación en una Industrial.

16. Industria de la madera
 Motores activados por Variadores de frecuencia y seteados
por una comunicación de bus de campo..

17. Industria de la madera

18. Industria de la madera
 Motores.

19. Conclusiones
Ventaja de un red industrial
 Visualización y supervisión de todo el proceso
productivo (Nivel: Usuario a Sensores).
 Posibilidad de intercambio de datos entre sectores
del proceso y entre departamentos.
 Programación a distancia.
 Mejorar del rendimiento general de todo el proceso.

20. Conclusiones
Cómo elegir un bus de campo:
 Interoperabilidad: equipos heterogéneos que
puedan funcionar correctamente.
 Duración: los dispositivos de campo deben tener un
LIFETIME prolongado, así como su comercialización y
su mantención, a la par que se asegure suficiente
flexibilidad para adaptarse a los cambios del mercado.

21. Sistema de comunicación Industrial
GRACIAS !!!!!

22. Sistema de comunicación Industrial
 CASOS PRÁCTICOS -- HH???