Redes Actuadores-Sensores parte 1

Redes Actuadores-Sensores parte 1

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Los actuadores y sensores han sido desde siempre una parte muy importante en cualquier sistema productivo. Tal es esta importancia que  los podemos considerar como los sentidos y extremidades de nuestro “cuerpo“; sin ellos nuestro proceso estaría incapacitado para realizar las tareas que le demandamos.

La complejidad de los procesos se ha incrementado exponencialmente con el paso de los años y la necesidad de implementar más sensores y actuadores se ha hecho imprescindible; sin embargo, nos encontramos con un problema. Mientras más dispositivos tenemos, más cableado requerimos para los mismos. En resumen nuestros tableros de control se volvían una maraña de cables.

Pensando en estos problemas, se decidió implementar un paradigma completamente revolucionario para la época. La redes de buses orientadas para control de sensores y actuadores, también conocidas como redes Actuadores-Sensores.

AS-i

Actuator Sensor Interface (AS-i), es considerada como la red Actuador-Sensor más exitosa hasta el momento. Fue desarrollada en Alemania en la década de los 90 con el objetivo de hacer más rápidas y simples las conexiones de los sensores  y actuadores. Rápidamente  la industria adoptó esta red como una solución ideal y económica que creció de una manera tal que para el 2005 ya contábamos con cerca de 10 millones de dispositivos conectados.

Algunas características importantes de esta red son:

  • Regulada por AS-International Associaton.
  • Norma: IEC 62026-2 / EN 50295.
  • Se considera: simple de instalar, eficiente y barata (reduce el costo en un 50% con respecto a cableado normal).
  • Es flexible (se puede montar en cualquier tipo de topología (estrella, bus, árbol, anillo) ).
  • Full-duplex
  • Longitud de cable: 100 m / 300 m (con repetidores).
  • 62 esclavos por red.
  • Tiempo de respuesta: 10 ms.

Esta red considera los siguientes componentes para su funcionamiento:

  1. Maestro AS-i: recoge datos y los envía al PLC.
  2. Esclavo AS-i: módulos periferia descentralizada, drivers de motores.
  3. Cable: información y alimentación en un solo cable con 2 conductores.
  4. Fuente de alimentación: suministra una tensión entre 29,5 V DC y 31,6 V DC.

Para más información consultar: http://www.as-interface.net/

CANopen

Controller Area Network (CAN). Este concepto no se refiera una red por cuenta propia, es más bien una capa de aplicación que se le anexo a la red conocida como CANbus. El objetivo de esta anexión fue  darle mayores prestaciones para poder incorporarla en el mundo de la industria.

CANbus nació en Alemania a principios de la década de los 80, para  resolver el problema que había por aquellas época en la industria automovilística. Como comunicar todos los nuevos dispositivos que se iban incorporando en los automóviles. Desde el sistema de los asientos y climatización hasta el sistema de inyección y los frenos ABS, eran algunos de los tantos elementos que se requerían comunicar. Con el paso de los años esta red se fue consolidando, hasta el punto que hoy es todo un estándar en el mundo de la automoción.

Fue esta fama lo que hizo que las demás industria empezar a voltear a ver a esta red para empezar a incorporal en sus procesos. El único problema que encontraron fue que esta red no incorporaba lo necesario para monitorear y controlar los dispositivos. Ante este problema nació CANopen, una capa de aplicación que incorporaba ciertos servicios y protocolos para poder administrarlos.

Algunas de sus características son:

  • Regulada por: CAN in Auomation.
  • Norma: EN 50325-4 / ISO 15745-2
  • Se considera: robusta, fiable y altamente resistente a interferencias.
  • Topología: serie, derivación.
  • Velocidad de transferencia: 40kbps (1 km) 1Mbps (40 m).
  • 64 nodos por segmento hasta 127 por bus.
  • Modelo de comunicación: peer to peer, maestro- esclavo.

Componentes de esta red:

  • Cables: par trenzado que varia de tensión LOW (0 – 2.25 v) HIGH (2.75 – 5 v).
  • Elemento cierre terminador.
  • Controlador.
  • Transmisor/receptor.

Algunas de las funciones principales de CANopen son:

  • Diccionario de objetos: considerado la función más importante, grupo ordenado de objetos en donde se describe funcionalidad y permite configuración (SDO) de los dispositivos conectados en la red.
  • Cada objeto (dispositivo) cuenta con: función , nombre, índice, tipo de dato, si es de entrada o salida.
  • Servicios principales: SDO (lee escribe entradas en el diccionario ) y PDO (intercambia datos de proceso en tiempo real).

Para más información: http://www.canopensolutions.com/

CompoBus

Es el nombre de una red de buses industriales desarrollado por la empresa japonesa OMRON. La cual a finales de los 90, buscaba integrar de una manera simple y sencilla todos los productos que contaba en una sola red. Ante esta problemática, decidieron desarrollar una red bajo los estándares de DeviceNet.

CompoBus se divide en 2 redes que tienen prestaciones distintas (depende el nivel de la pirámide CIM donde se quiera implementar).

CompoBus D: Prácticamente es DeviceNet orientado a los dispositivos OMRON (muy poca información de esta red).

  • Sistema abierto.
  • Bus maestro-esclavo.
  • Distancia máxima 500 metros.
  • Velocidad máxima 0.5 Mbits.
  • Medio de transmisión 3 ó 5 hilos.

CompoBus S: Orientada para sustituir el cableado tradicional, es parecido a la red AS-i pero con más funcionalidades.

  • Se considera: fácil puesta en marcha, plug and play.
  • Topología: directa, derivación.
  • Velocidad de transferencia: 93.75 kbps  -750 kbps.
  • Hasta 32 esclavos.
  • Hasta 100m de línea principal.
  • Modelo de comunicación: maestro- esclavo.
  • Medio de transmisión: 2 hilos. Cable plano. Par trenzado apantallado.

Para ,mas información: https://www.omron.com/

 

 


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