Red industrial

Red industrial : una red de comunicación de datos que conecta varios sensores , actuadores , controladores industriales y se utiliza en la automatización industrial . El término se utiliza principalmente en los sistemas de control de procesos automatizados (APCS) . Descrito por la norma IEC 61158 .

Los dispositivos usan la red para:

transferencia de datos entre sensores, controladores y actuadores;
diagnóstico y configuración remota de sensores y actuadores;
calibración de sensores;
suministro de sensores y actuadores;
comunicación entre sensores, actuadores, PLCs y sistemas de control de procesos del nivel superior.

En las redes industriales para la transmisión de datos se utilizan:

líneas eléctricas;
líneas de fibra óptica;
comunicación inalámbrica ( radio módems y Wi-Fi ).

Las redes industriales pueden interactuar con las redes informáticas convencionales, en particular, utilizar Internet global .

El término fieldbus es una traducción literal del término inglés fieldbus . El término red industrial es una traducción más precisa y se utiliza actualmente en la literatura técnica profesional.

Ventajas

En comparación con la conexión de equipos periféricos al controlador con cables separados, una red industrial tiene las siguientes ventajas:

varias veces se reduce el costo del cable y su tendido;
aumenta la distancia permitida a los sensores y actuadores conectados;
simplifica la gestión de una red de sensores y actuadores;
se simplifica la modificación del sistema al cambiar el tipo de sensores, el protocolo de interacción utilizado, agregar dispositivos de entrada-salida;
Le permite configurar sensores de forma remota y realizar sus diagnósticos.

Desventajas

Si el cable se rompe, se pierde la capacidad de recibir datos y controlar no uno, sino varios dispositivos (dependiendo de la ubicación de la ruptura y la topología de la red, permanece la posibilidad de operación autónoma del segmento de red y el esquema de control).
Para aumentar la confiabilidad, debe reservar canales de comunicación o utilizar una topología de red en anillo .

Tipos de redes industriales

Capa física basada en interfaz asíncrona :
- Modbus es uno de los estándares abiertos más conocidos para redes industriales.
- P-NET : la especificación eléctrica de P-NET se basa en el estándar RS-485 .
- LIN es una interfaz para sistemas de automoción.
- HART es un estándar para la transmisión de datos a través de un bucle de corriente de 4-20 mA .

Capa física basada en Industrial Ethernet :
- Profinet
- Foundation Fieldbus HSE (Ethernet de alta velocidad) (FF H2) es una variante de Industrial Ethernet desarrollada por Foundation Fieldbus (FF)
- EtherCAT
- Enlace de alimentación Ethernet
- Ethernet/IP
- SERCOS III
- MODBUS TCP es una variación del conocido estándar para redes TCP/IP.
- LAN eXtensions for Instrumentation es un reemplazo de GPIB para instrumentación.

FF H1 es un protocolo de campo similar a ProfiBus PA desarrollado por Foundation Fieldbus (FF)
AS-Interface es una red económica y sin ruidos para sensores discretos de bajo rendimiento
Enlace CC - una familia de redes industriales (CC-Link, CC-Link LT, CC-Link IE), creada con la participación de Mitsubishi Electric Corporation. Actualmente, el consorcio internacional CLPA está comprometido en el desarrollo de esta familia de redes.

CAN es una especificación para las capas física y de transporte de una red industrial para la automatización del transporte y la ingeniería mecánica. Hay muchas adiciones que aclaran y complementan el estándar para ciertas tareas:
- Puede transportar
- Puedo abrir
- DeviceNet
- SDS
- J1939

ProfiBus es una red industrial, un estándar internacional creado con la participación activa de Siemens AG , que contiene una serie de perfiles, por ejemplo:

Redes industriales para la automatización de edificios

Raras redes industriales de automóviles en Rusia

FlexRay - protocolo de red para automóviles

Cuadro comparativo de protocolos industriales (a junio de 2012) [1]

Características	BACnet	Basado en CAN (SDS, DeviceNet)	KNX (BEI)	Fieldbus (SP-50, Iniciativa de la Fundación)	Lonworks
Área de aplicación	Automatización de edificios	Estándar de automatización (J1850, J1939) • Automatización discreta (SDS, DeviceNet)	Domótica • Automatización de edificios • Tareas de monitorización	Máquinas y dispositivos industriales	Automatización de edificios • Gestión de la producción • Automatización de fábricas • Transporte • Automatización del hogar
Niveles OSI/ISO	1-2-3-×-×-×-7	1-2-×-×-×-×-7	1-2-3-4-5-6-7	1-2-×-×-×-×-7	1-2-3-4-5-6-7
Medios de transmisión compatibles	Par trenzado • Cable coaxial • Fibra óptica	Par trenzado (SDS, DeviceNet) • Soluciones alternativas de fibra para redes CAN	Líneas eléctricas (FCC) • Par trenzado 0,75 • Ethernet KNX/IP • RF	Par trenzado H1, H2 (1) • Cable coaxial H2 (2,5) • Seguridad de transmisión característica a 31,25 Kbps y 1 Mbps	Par trenzado de topología libre con capacidad de suministro de energía • Seguridad intrínseca de par trenzado • Líneas eléctricas compatibles con FCC y CENELIC • Fibra óptica • Coaxial • RF (multibanda)
Esquema de acceso a los medios	CSMA/CD • MS-TP • Acceso remoto a través de módem	CSMA/CR	CSMA/CA	Programador centralizado predefinido con capacidad de delegación de tokens	P-persistente CSMA/CD • CSMA/CR opcional • Capacidad para habilitar el sistema de prioridad
Ratio de transferencia	10Mbps	1 Mbps (CAN) • 1 Mbps (SDS) • 500 Kbps (DeviceNet)	9600TP, 1200PL	31,25 Kbps (H1) • 1 Mbps (H2(1)) • 2,5 Mbps (H2(2,5))	hasta 1,25Mbps
Espacio máximo de direcciones	24^8	128 (SDC) • 64 (DeviceNet) • 2^11 (CAN1) • 2^29 (CAN2)	57000	127 nodos por segmento, 64 segmentos	32000 hosts por dominio, 2^48 dominios
Compatibilidad con enrutadores de capa de red	SÍ	NO	SÍ	SÍ, admite varias velocidades de enrutamiento	SI, Routers de autoaprendizaje o configurables, implementación de repetidores físicos y lógicos
Autenticación	SÍ	NO	NO	NO	SÍ
Soporte de compatibilidad de red	Objetos de alto nivel definidos • Servicios de gestión de red no definidos	Entidades de alto nivel definidas (SDS, DeviceNet) • Servicio de administración de red definido (SDS, DeviceNet) • La implementación de la prueba de conformidad de DeviceNet no existe • Plan de certificación definido para SDS y definido para DeviceNet	Objetos de alto nivel y parámetros estándar configurables definidos • Servicio de gestión de red definido e implementado • Prueba de interoperabilidad definida • Programa de certificación definido	10 bloques de funciones definidos, 20 más por definir • Cumplimiento de la pila de protocolos aplicable mantenida • Plan de certificación aún no definido	Objetos de alto nivel y parámetros estándar configurables definidos • Servicio de gestión de red definido e implementado • Prueba de interoperabilidad definida • Programa de certificación definido

Enlaces

Notas

↑ Revista Algoritmo de Seguridad No. 6-2012

UART

Capas físicas

punto a punto	RS-232 IrDA CIERVO módem bucle actual IRP midi Enlace IO (IEC 61131-9)
La red	RS-422 RS-423 RS-485 LIN autobús m
Especial	estándar de la ciudad de Kansas Casete compacto disco de gramófono

Protocolos

punto a punto	PPA DESLIZAR IrDA CIERVO ISO 7816 midi Enlace IO (IEC 61131-9)
La red	modbus LIN DMX-512 P-RED profibus CEI 60870

áreas de uso

Implementaciones

Controladores	8250 UART 16550 UART
Conductores	MAX232

Redes industriales
Autobuses del sistema de control	PROFINET FMS PROFIBUS EtherCAT GENIbús
Periféricos distribuidos	PROFINET PROFIBUS-DP IPM INTERBUS RS-485 GENIbús
Tecnología de accionamiento	PROFINET PROFIBUS-DP SERCOS GENIbús
Dispositivos de campo	PROFIBUS-PA AS-i PUEDEN DeviceNet LonHablar LA MAYORÍA
Automatización de edificios	BEI BACnet lonworks Ethernet industrial