Un par de protocolos que se
distribuyen labores en la pirámide de automatización son DeviceNet y
ControlNet pues, mientras la primera está orientada a dispositivos de campo, la
segunda se enfoca en el nivel de control y la posibilidad de interconectar a
los autómatas en una red. Ambos protocolos fueron desarrollados por
Allen-Bradley en la mitad de la década de 1990, es por eso que ha tenido un
gran impacto en el sector industrial de nuestro continente.
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| Fig. 1: Logos de los protocolos ControlNet y DeviceNet. |
DeviceNet
Siendo desarrollado por
Allen-Bradley (actual filial de Rockwell Automation) e introducido al sector
industrial en 1994, este protocolo tiene como propósito el proporcionar
interoperabilidad en la red de control, enfocándose principalmente en el nivel
de campo y la forma en que se comunican con dispositivos de más alto nivel como
son controladores programables o computadoras. Una de sus principales ventajas
es que se vale de un solo cable para alimentar eléctricamente a los
dispositivos y, al mismo tiempo, enviar la información necesaria a los
controladores; esto se ve reflejado como un cableado simple y (relativamente)
económico.
Cabe resaltar que, debido al
impacto que ha tenido, existen más de 300 empresas que son miembros de la
asociación de DeviceNet y más de 800 a nivel mundial que ofrecen productos a
este protocolo.
Entre las especificaciones técnicas que lo caracterizan
encontramos las siguientes:
- Permite el uso de
repetidores, bridges, ruteadores y gateways.
- Soporte de hasta 64
nodos, direccionados de 0 a 63.
- Topologías
soportadas: árbol o derivación
- Cable con 2 pares
trenzados para alimentación a 24 [VDC] y para comunicación
- Existencia de dos
tipos de cable, grueso para línea troncal y delgado para derivaciones
- Protección contra polarización
inversa y corto-circuito
- Velocidades de
comunicación de 125, 250 o 500 [kbps], dependiendo de la longitud de la
red
- Longtudes de red de
hasta 500 [m] en línea troncal y 6 [m] en ramificaciones
- Diagnóstico para
cada equipo y de totalidad la red
- Transferencia
eficiente para datos de control digitales y analógicos
- Detección de
direccionamiento duplicado en la red
- Robustez en la
transferencia ante interferencias electromagnéticas
- Conectores tipo M12 y tipo 2x5 para el maestro del sistema
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| Fig. 2: Topología con DeviceNet. |
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| Fig. 3: Conectores M12 y 2x5. |
Como podemos observar, este protocolo resulta demasiado simple en
comparación con lo “vistosos” que pueden ser otros como AS-Interface,
sin embargo, su propósito de estar enfocado al nivel de campo se cumple de
forma eficiente pues no solo otorga posibilidades de integrar diferentes
equipos de campo al bus principal, sino que también lo hace de una forma
simplificada y sencilla, lo cual es clave al momento de implementar un sistema
automatizado. Otro detalle que vale la pena recalcar es que, por más sencillo
que este protocolo pueda resultar, es muy común hacerlo trabajar en conjunto
con redes tipo ControlNet que cubren más aspectos de la red en niveles
superiores.
ControlNet
Siendo desarrollado en 1995 por Allen-Bradley y como complemento a DeviceNet,
ControlNet es un protocolo de comunicación industrial orientado al control
digital en tiempo real y de alta velocidad mediante la integración de controladores lógicos programables (PLCs) y dispositivos de campo. Basándose en la
arquitectura productor-consumidor (donde el productor otorga información a
todos los consumidores de la red así, múltiples nodos pueden recibir la
información simultáneamente), permite la existencia de varios controladores en
la misma red, los cuales pueden comunicarse entre sí y controlar sus
respectivos dispositivos de campo sin la necesidad de redes individuales para
cada uno, esto permite reducir costos y agilizar el proceso.
Al ser un protocolo orientado al nivel de control, resulta lógico
pensar que ofrecerá un mayor ancho de banda para la transferencia de información
de los datos de campo, es por esto que cuenta con las siguientes características:
- Control de hasta 99
nodos sin distancia mínima entre ellos
- Distancia de hasta
1 [km] en cada segmento
- Permite el uso de
hasta 5 repetidores en serie y 48 en paralelo
- Instalación simple
que no requiere de herramientas especializadas
- Contiene
herramientas de diagnóstico para facilitar configuración y mantenimiento
de la red
- Ofrece selección
exacta del tiempo de actualización del procesador PLC y de las E/S
- Permite realizar programación
desde cualquier punto de la red
- Velocidad de
transmisión de 5 [Mbps]
- Cable coaxial RG6 o
fibra óptica como medio de transmisión
- Topologías bus, estrella, árbol con repetidores o combinaciones de éstas
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| Fig. 4: Red típica de ControlNet. |
Como podemos observar, ninguna de
sus características resulta demasiado compleja para necesitar explicación, sin
embargo, es impresionante la robustez que este protocolo tiene para garantizar
un correcto envío de la información entre los niveles correspondientes.
Conclusiones
Si bien por separado ninguno de
estos protocolos parece ofrecer una solución definitiva a las cuestiones del
sector industrial, es de vital importancia notar que no solo este par resulta
favorecido de su existencia conjunta, sino que, es posible complementar una red
basada en cierto protocolo con alguna otra que cubra las necesidades que la
primera no logra atender. Si bien, es posible realizar conversiones entre
diversos protocolos para lograr el levantamiento de redes funcionales, hay
ocasiones en las que esto puede llevar a pérdida de información que puede ser
vital para el proceso, por lo cual, es más factible tratar con protocolos de carácter
similar como los casos revisados en este artículo, que, al ser desarrollados de
manera conjunta, resultan con una integración natural y casi directa.
¿Son éstos los protocolos que nos
permitan resolver cualquier interrogante a nivel industrial? La respuesta es
que no y, como mencionamos en artículos anteriores, no existe, hasta la
fecha, tal protocolo pues su uso depende de los requerimientos de nuestros
procesos, del equipo que dispongamos y de la escalabilidad que deseemos otorgar
al momento de realizar la planeación.
-AHN
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