Hablar de redes industriales es hablar del origen de las redes de campo, también conocidas como FieldBus. Se trata de un protocolo de comunicación que considera el paso de información entre instrumentos y procesos. Las redes industriales son así un medio para lograr que todo lo involucrado en un proceso industrial pueda comunicarse dentro de una misma plataforma
Las redes industriales han evolucionado a través del tiempo. Lo que antes tomaba mucho tiempo en transferencia de datos, hoy ofrece respuestas en tiempo real. Las comunicaciones industriales son de particular importancia en la era automatizada y para ello existen varias soluciones en el mercado.
Protocolos:
Controlnet / Devicenet Ethernet IP / Profibus PA Modbus / Profibis DP / Industrial ethernet / Data Highway Plus
A través del desarrollo de la industria, la demanda por mejores redes de comunicaciones industriales aumentó. Muchos fabricantes comenzaron a desarrollar soluciones inteligentes para ofrecer la mejor forma de conectar diversos dispositivos en una misma plataforma.
SIEMENS ha desarrollado una gama de redes llamada SCALANCE, compuesta por los estándares más utilizados
Profinet
Se trata de un estándar tipo ethernet para automatización que se enfoca en la integración de procesos e interfaces para establecer networking en todas las áreas de un proceso. Profinet destaca por su flexibilidad y la capacidad de personalizar máquinas y procesos en el sitio de producción.
Ethernet Industrial
Ofrece comunicación altamente eficiente para sistemas de red y bus, y es posible utilizarla en ambientes industriales hostiles.
Profibus
Uno de los FieldBus más reconocidos en la industria de la automatización por su universalidad en uso.
As-i
Enfocado a la conexión de sensores con un sistema de bus muy poderoso y efectivo.
Las redes de comunicación industrial están diseñadas y construidas para manejar el control en tiempo real y la integridad de los datos a la vez que se instalan en grandes plantas que pueden operar en entornos difíciles.
Con independencia del tipo de enlace (cobre, coaxial, fibra o inalámbrico), estas redes permiten el intercambio de grandes cantidades de datos utilizando un ancho de banda limitado.
Las redes industriales son estructuras de comunicación automatizada que gestionan procesos industriales que involucran actuadores, computadoras, máquinas, sensores, interfaces, radios de comunicación, fibra óptica, redes inalámbricas industriales y robots.
Redes de Comunicación Industrial y su Función Principal:
La comunicación de datos es la conversión y transmisión de información, a menudo en formato digital, desde un transmisor a un receptor a través de un enlace (cable de cobre, cable coaxial, fibra óptica o inalámbrico)
Hay varias formas de implementar una estructura de comunicación en función de los protocolos de comunicación necesarios en los controladores digitales, los dispositivos de campo, el software de automatización utilizado y los sistemas externos. Por lo tanto, es necesario mantener la conectividad y la fiabilidad del sistema en general; los estándares de interconexión de sistemas abiertos (OSI) se están convirtiendo en la nueva tendencia en las redes de comunicación industrial.
Las redes de comunicación industrial pueden utilizarse en los sistemas de control para pasar datos entre los dispositivos de campo y los PLC, entre diferentes PLC, o entre los PLC y los ordenadores personales utilizados para la interfaz del operario, el procesamiento y almacenamiento de datos o la información de gestión.
Algunos de los controladores más comunes utilizados en la arquitectura de la automatización industrial son: PLC (controladores lógicos programables), SCADA (control de supervisión y adquisición de datos) y DCS (sistema de control distribuido). Sobre todo conectan y controlan dispositivos de campo, sistemas/controladores de E/S distribuidos, HMI y PC de supervisión.
Aunque un sistema de comunicaciones puede incluir sólo dos equipos con un cableado entre ellos, el término red suele referirse a la conexión de muchos dispositivos para permitir el intercambio de datos entre ellos a través de un circuito único (o redundante).
Los datos se transmiten a través de una red utilizando la comunicación en serie, en la que los datos llamados bytes, que consisten en ceros y unos lógicos individuales (bits), se transmiten secuencialmente de un dispositivo a otro.
El conjunto de datos en una sola transmisión suele llamarse paquete. La velocidad a la que pueden transmitirse los datos por una red se define en bits por segundo o bps, pero suele expresarse en miles (Kbps) o millones (Mbps).
Como se realiza la comunicación?
Las comunicaciones entre dispositivos se realizan mediante el uso de diferentes protocolos de comunicaciones industriales. Un protocolo de comunicación es un conjunto de reglas que permite la transferencia e intercambio de datos entre los dispositivos a comunicar.
A medida que el desarrollo tecnológico en el campo de la electrónica ha progresado, el control automatizado de los procesos industriales se ha impuesto a los métodos de producción tradicionales.
En las primeras etapas de la introducción de esta tecnología en la industria, la automatización se limitaba al control local de determinadas máquinas o líneas de producción, lo que daba lugar a sistemas automáticos aislados entre sí, que no podían compartir información para optimizar el desarrollo del trabajo a mayor escala.
Por este motivo, el siguiente paso en el camino hacia una industria totalmente automatizada fue interconectar estos sistemas aislados. Este paso ha permitido, además de una gestión más eficiente de los procesos de producción, una mejor disponibilidad de la información de los dispositivos de campo, de forma centralizada a nivel de planta.
El último avance en este campo se dio gracias a la necesidad presentada por las grandes entidades del sector de la producción industrial y consistió en la integración de la información entre plantas y fábricas del mismo grupo.
La integración de estos sistemas suele realizarse distribuyendo las comunicaciones en varias capas:
- Buses de campo
- Redes LAN
- Redes LAN-WAN
Hoy en día se utilizan muchos protocolos de redes de comunicación industrial, algunos de ellos impulsados por fabricantes específicos, y muchos otros definidos como estándares abiertos.
Históricamente, ha existido un gran problema en la industria a la hora de conectar dispositivos de distintos fabricantes, que utilizaban protocolos diferentes, por lo que la planificación a la hora de diseñar una red de comunicaciones que compatibilizara la información existente en todos los sistemas se convertía en un gran rompecabezas.
Esto suponía que era complejo y costoso tener toda la información unificada, lo que permitiría una visión global del negocio por parte de la directiva. En este sentido, varios fabricantes y entidades han realizado intentos de imponer un estándar que permita simplificar y unificar las comunicaciones industriales, una apuesta que a día de hoy sigue desarrollándose sin haber alcanzado aún un compromiso pleno por parte de la industria.
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