Conceptos Básicos en Redes de Comunicación Industrial

• Volumen de datos: Cantidad de datos que viaja por la red en cada envío.
• Velocidad de transmisión: Velocidad a la que viajan los datos por la red.
• Velocidad de respuesta: Velocidad que hay entre el momento de dar la orden y la respuesta del dispositivo.

Niveles de Redes Industriales

• Oficina: Formado básicamente por ordenadores, tanto a nivel de oficina como de ingeniería.
• Planta: Son ordenadores con aplicaciones específicas para el control del proceso (ordenadores con aplicaciones especiales).
• Célula: Son todos los componentes inteligentes que intervienen directamente en el proceso (PLC).
• Campo: Son todos los dispositivos que provocan los movimientos en el proceso productivo (AS-i bus Siemens, detectores, sensores, captadores).

Cuanto más nos acercamos al proceso, mayor número de dispositivos intervienen en la red de comunicación para ese nivel.

Sistemas de Control en una Red de Comunicación Industrial

Sistema Centralizado

• El control se realiza por un solo sistema.
• Es efectivo mientras el sistema no sea excesivamente grande ni complejo.
• Es fácil de mantener, ya que solo hay un único controlador.
• Son muy delicados a los fallos: si el controlador falla, todo se detiene.
• Al haber un único controlador, no tiene problemas de compatibilidad.

Sistema Distribuido

• El control se realiza a través de diferentes sistemas conectados en red.
• Para sistemas grandes o complejos.
• La responsabilidad es repartida entre diferentes controladores.
• Todos los controladores se deben comunicar entre sí a través de una red.
• Sistema más flexible.

Normas en Comunicaciones Industriales

• Normas internacionales: ISO, IEC, ITU.
• Normas continentales: CEN (UE) comunicaciones, CENELEC (UE) electricidad, ETSI (UE) comunicaciones.
• Normas nacionales: UNE, AENOR.

Modelo OSI

Física

Especifica cuál será el medio físico de transporte a utilizar. Señales eléctricas, se encarga de la transmisión de bits al canal de comunicación, controla la velocidad de los bits. Contiene tres subniveles:

1. MEDIO: Canal de transmisión, si es cable, fibra óptica, radio.
2. MAU: Contiene la electrónica donde se generan o donde se reciben los niveles eléctricos.
3. PLS: Codificación en la emisión binaria a señales eléctricas.

Enlace

Estructuración de los datos dentro de la rama y control de errores (cómo se envían los datos).

MAC: Control del canal de transmisión. / LLC: Controla y recupera los errores y también codifica la información.

Aplicación

Utilización de los datos. Capa más próxima al usuario (correo electrónico, acceso a bases de datos, videoconferencias).

Tipos de Transmisión de Datos

Transmisión Serie

• Los datos son transmitidos bit a bit, utilizando una única línea de comunicación.
• Es la forma clásica de transmitir datos a largas distancias.
• Se utiliza cuando el volumen de información es pequeño.

Transmisión Paralelo

• Se transmite carácter a carácter.
• Los bits del mismo carácter se envían simultáneamente.
• Utilización máxima a 15 o 20 metros.
• Adecuado para comunicación local.
• Tantas líneas de información como bits.

Aplicaciones: Ordenador a impresora.

La velocidad de transferencia puede ser más elevada que en el tipo serie.

Para el envío de 8 bits, el enlace paralelo lo envía a la vez, en cambio, el serie necesita 8 veces más ese tiempo.

Sincronización Asíncrona

Se basa en la necesidad de configurar de forma local los parámetros de comunicación en cada una de las estaciones participantes en la red. No existe una señal de reloj que una los diferentes equipos. Al enviar una información, esta se activa con una señal de start. El equipo emisor, una vez transmita la información, enviará una señal de stop indicando la finalización del envío.

• Velocidad de envío: Velocidad en la que se ha de transmitir.
• Bit de start o inicio: Señal que envía el emisor al iniciar al resto de participantes.
• Bits de datos: Indica la longitud de bits que tendrá cada carácter utilizado en la transmisión.
• Bit de paridad: Control de errores, se envía después de los bits de datos.

Sincronización Síncrona (Programado Anteriormente)

En este sistema no es necesaria la configuración del reloj de forma local en cada equipo participante, tal y como sucedía en el asíncrono. Dos formas de configurar la señal del reloj:

• No incorporada en los datos: Existe una señal independiente que une el equipo emisor y demás equipos participantes en la red y que sirve para la sincronización entre envío y recepción de datos.
• Incorporada en los datos: Existen sistemas para la detección de la velocidad de transmisión con la propia información recibida. Codificación previa de la información para que en cada bit existan cambios de nivel, como es el método de codificación Manchester.

Para poder incorporar el reloj dentro de la información enviada, el emisor enviará una serie de caracteres al inicio de la transmisión llamados caracteres de sincronismo ASCII 22. Enviado tanto al inicio como al final de la información.