31 mar 2009

PROFIBUS es un estándar de comunicaciones para buses de campo. Deriva de las palabras PROcess FIeld BUS.

La versión más utilizada es Profibus DP (Periferia Distribuida; Descentralized Peripherals), y fue desarrollada en 1993.

Profibus tiene, conforme al estándar, cinco diferentes tecnologías de transmisión, que son identificadas como:
  • RS-485
  • MBP
  • RS-485 IS
  • MBP IS
  • Fibra óptica

RS-485 utiliza un par de cobre trenzado apantallado, y permite velocidades entre 9.6 kbps y 12 Mbps. Hasta 32 estaciones, o más si se utilizan repetidores.

MBP (Manchester Coding y Bus Powered) es transmisión sincrónica con una velocidad fija de 31.25 Kbps.

Las versiones IS son intrínsicamente seguras, utilizadas en zonas clasificadas.

Fibra óptica incluye versiones de fibra de vidrio multimodo y monomodo, fibra plástica y fibra HCS.

Profibus DP está actualmente disponible en tres versiones:

  • DP-V0. Provee las funcionalidades básicas incluyendo transferencia cíclica de datos, diagnóstico de estaciones, módulos y canales, y soporte de interrupciones
  • DP-V1. Agrega comunicación acíclica de datos, orientada a transferencia de parámetros, operación y visualización
  • DP-V2. Permite comunicaciones entre esclavos. Está orientada a tecnología de drives, permitiendo alta velocidad para sincronización entre ejes en aplicaciones complejas

Desde el punto de vista del control de las comunicaciones, el protocolo Profibus es maestro esclavo, pero permite:

  • Aplicaciones mono maestro. Un sólo maestro está activo en el bus, usualmente un PLC. Los demás dispositivos son esclavos. Este esquema es el que permite los ciclos de lectura más cortos
  • Aplicaciones multi maestro. Permite más de un maestro. Pueden ser aplicaciones de sistemas independientes, en que cada maestro tenga sus propios esclavos. U otro tipo de configuraciones con dispositivos de diagnóstico y otros
  • En un ambiente multimaestro, pueden haber dos tipos de maestros:
    DPM1. DP Master Class 1. Es un controlador central que intercambia información con sus esclavos en forma cíclica. Típicamente un PLC.
    DPM2. DP Master Class 2. Son estaciones de operación, configuración o ingeniería. Tienen acceso activo al bus, pero su conexión no es necesariamente permanente

Analicemos primeramente la situación más simple. Un solo maestro DPM1 y usando DP-V0.

Este proceso pasa por tres fases: Parametrización, configuración y transferencia de datos.

Durante los dos primeros se define la forma en que se hará la comunicación, y esto esto es verificado por errores y consistencia, para luego pasar a la fase de transmisión.

Adicional a los comandos a una estación, el DPM1 puede enviar comandos a un grupo o a todos los esclavos. Estos se conocen como comandos multicaste, y son utilizados para funciones de sincromización.

DPV1 por otro lado, agrega las transferencias acíclicas. Estas son realizadas en paralelo a la comunicación cíclica, pero en un esquema de menor prioridad.

DPV2 permite a su vez comunicaciones esclavo-esclavo. Uno de los esclavos se define como emisor ("publisher") y uno o más esclavos como suscriptores. El emisor envía un mensaje, que es recibido directamente por todos los suscriptores, sin necesidad de pasar por el maestro.
DPV2 tiene otras funciones, como comunicación isocrónica, control de reloj, y carga y descarga de datos.

Protocolos de comunicaciones

El tema comunicaciones es un mundo. Existe muchísima literatura sobre ello.

El presente es un listado de algunas de las redes de comunicaciones, separado por categorías de uso. (Actualizada al 14/Mar)

Automatización de Procesos
  • ControlNet
  • Profibus DP
  • DeviceNet
  • Foundation Fieldbus
  • Modbus RTU
  • Modbus TCP
  • Ethernet IP
  • CIP (Common Industrial Protocol)
  • HART

Automatización de subestaciones:

  • DNP 3.0
  • IEC 61850
  • IEC 60870-5-101 (103/104)

Automatización de edificios

  • Modbus RTU
  • Modbus TCP
  • LonTak (LonWorks)
  • y otros

Protocolos para uso en vehículos

  • Controller Area Network (CAN)
  • FlexRay
  • y otros


Otra forma de clasificar los protocolos, es en base a la capa del modelo OSI que consideran. Sólo por mencionar algunos:

  • Layer 1, físico: ISDN, ADSL, RS-232, ethernet en sus diferentes variantes (10BaseT, 100BaseTX, 100BaseFX, etc) y otros
  • Layer 2, Datos: ethernet, PPTP, STP, VTP
  • Layer 3, Red: IGMP, IPv4
  • Layer 4, transporte: Sinec H1, TCP, UDP
  • Layer 7, aplicación: BOOTP, DNS, DHCP, FTP, HTTP, IMAP, NTP, POP3, SIP, SMTP,


Como ven... demasiadas siglas. Que iremos develando en próximos artículos. Analizando sus características técnicas, ventajas, desventajas, y marcas que los usan preferentemente.

Uso del sitio

A continuación, unas pocas líneas de como sacarle provecho al sitio.

Publicaciones por tema:

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Los miembros no registrados (o antes de dar login), verán las siguientes secciones:

  • Link para Registrarse. Es un procedimiento muy simple, que no toma más de 5 minutos. Se requiere una cuenta de correo activa
  • Porqué registrarse. Una breve explicación de las ventajas que se obtienen
  • Como ves, vale la pena registrarse.

Por cierto, recientemente modificamos el sitio para permitir comentarios sólo a miembros registrados. Ello básicamente porque se recibían muchos pseudo comentarios que eran básicamente publicidad y enlaces a otros sitios.

Links Emerson

Estos son links con información complementaria a los artículos publicados, en relación a Emerson, y en particular a DeltaV. Son actualizados permanentemente.
Última actualización: 7/Mar/09

Empresa:

La empresa Emerson tiene las siguientes unidades de negocio:

  • Emerson Process Management
  • Emerson Climate Technologies
  • Emerson Network Power
  • Emerson Storage Solutions
  • Emerson Professional Tools
  • Emerson Motor Technologies
  • Emerson Industrial Automation
  • Emerson Appliance Solutions

Sistema DeltaV:

Otros enlaces:

9 mar 2009

Aplilcaciones DeltaV

A continuación, un breve resumen de las aplicaciones que conforman el sistema DeltaV.

Recordemos que DeltaV es un DCS, y como tal, es un sistema que integra tanto el controlador (conectado a la planta) como su interfase de operador (basada en PC).

Todas estas aplicaciones corren en el PC, pero algunas de ellas interactúan y configuran o programan propiamente el controlador.

Las aplicaciones pueden dividirse en las siguientes categorías:

  • Aplicaciones de operador
  • Herramientas de ingeniería
  • Control avanzado
  • Otras aplicaciones

En cada una de esas categorías tenemos las siguientes aplicaciones.

En las aplicaciones de operador tenemos:

  • DeltaV Operate Run - En modo ejecución es propiamente la interfase del operator. En modo configuración es la misma herramienta que permite el desarrollo
  • DeltaV Login. Permite visualizar el operador actual, y dar login y logout del sistema (ingreso y salida)
  • Proccess History View. Permite visualizar las gráficas de tendencias. También tablas
    Diagnostic. Permite ver el diagnóstico del sistema
  • Batch Operator Interface. Sistema de operación para procesos batch
  • Batch History View. Permite visualizar información histórica de los procesos batch
  • MPC Operate. Consola de operación del módulo MPC, control predictivo

En relación a las herramientas de ingeniería tenemos:

  • Configuration Assistant. Permite realizar la configuración del sistema de manera asistida. Está orientada a usuarios inexpertos
  • DeltaV Explorer. Permite navegar por toda la aplicación y definir compoenentes como áreas, nodos, módulos y alarmas. Tiene la apariencia del explorador de Windows
  • DeltaV Operator. Tal como se explicó antes, esta herramienta también permite hacer el desarrollo de las pantallas.
  • Control Studio. Utilizado para diseñar y modificar módulos y templates, que definen la estrategia de control.
  • Recipe Studio. Gestión de recetas para procesos batch
  • User Manager. Definición de niveles de acceso para usuarios y grupos
  • Database administrator: Gestiona la base de datos; creación, corrado, copiado y respaldo de la BD
  • FlexLock. Creación de escritorio dual
  • System Preferences. Permite configurar las herramientas de ingeniería, de tal modo de limitar y esconder ciertas funciones
  • System Alarm Management. Gestión de alarmas
  • Auto Update Service. Se encarga de mantener actualizadas las estaciones WS cada vez que se hace un download de la aplicación desde la estación ProfessionalPlus
  • Continous Historian Administrator. Provee las herramientas para asministrar los datos generados por el Continous Historian

Por otra parte, las aplicaciones avanzadas son:

  • DeltaV Neural. Conjunto de herramientas para el desarrollo de redes neuronales
  • DeltaV Predict y DeltaV Predict Pro. Permite implementar estrategias de control predictivo.
  • DeltaV Simulate Pro (en Simulate Suite). Permite instalar las aplicaciones de un sistema
  • DeltaV, sin necesidad de un controlador. Por tanto permite hacer simulaciones de estrategias de control.
  • Inspect with InSight. Realiza monitoreo avanzado de procesos, detectando problemas del sistema o de la instrumentación. Para ello utiliza los diagnósticos de la arquitectura fieldbus.
  • Tune with InSight. Permite la sintonización de lazos PID o Fuzzy. Puede ser por comando o sintonización adaptiva

RSLogix 5000 Service Edition - Funciones básicas

Rockwell Automation ha lanzado la edición "Service" de su software RSLogix 5000.

Recordemos que este es el software que permite configurar y programar los PLCs de su serie Logix: ControlLogix, FlexLogix, CompactLogix y otros.

La versión de "servicio" permitirá tener un conjunto de funcionalidades reducidas. Este producto está orientado a personal de servicio (técnicos de mantenimiento) que si bien pueden estar capacitados en los PLCs, o no tienen la suficiente experiencia para hacer intervenciones mayores, o bien el proceso es muy crítico para dejarlo en sus manos.

Aunque también podría considerarse como una herramienta de servicio de menor costo.

Entre las funciones que pueden realizarse están:

  • Carga y descarga de programas (con algunas limitaciones)
  • Visualización de programas, pero sin capacidad de editar
  • Permite habilitar sólo lectura o modificación de algunos parámetros como:
    -- Valores de tags
    -- Forzamiento de variables
    -- Forzamientos de SFC
  • Permite graficar tendencias
  • Impresión de reportes
  • Cambio del modo del procesador: correr, detener, test
  • Todas las propiedades del controlador pueden visualizarse, pero además puede editar propiedades de:
    -- puerta serial
    -- protocolos de sistema y de usuario
    -- Limpiar fallas menores y mayores
    -- Cargar o grabar desde la memoria no volátil

También se puede lograr una funcionalidad similar con la versión full, y el uso de contraseñas de acceso. Aunque esta es una solución más limpia, para el propósito buscado.

Links Siemens

Estos son links con información complementaria a los artículos publicados, en relación a Siemens. Son actualizados permanentemente.
Última actualización: 10/Feb/09

Empresa:
http://www.siemens.com
Sistemas de automatización Industrial (Industrial Automation Systems- SIMATIC):
http://www.automation.siemens.com/simatic/portal/index_76.htm
Sistemas para operación y monitoreo (Operator Control and Monitoring Systems):
http://www.automation.siemens.com/hmi/index_76.htm
Sistemas de comunicaciones:
http://www.automation.siemens.com/net/index_76.htm
Controladores Modulares SIMATIC S7-300 (PLCs):
http://www.automation.siemens.com/simatic/controller/html_76/produkte/simatic-s7-300.htm