Uno de los puntos más importantes de la industria mecatrónica es la interconexión entre los diferentes componentes eléctricos que conforman una máquina.
Entendemos el término “máquina” como un grupo de componentes mecánicos, eléctricos y neumáticos controlados por un PLC (Controlador lógico programable).
La creación del bus de campo fue motivada por la necesidad de crear un elemento que comunicara los diferentes componentes y que resultara más eficiente que el cableado independiente.
En esta entrada de blog explicaremos detalladamente en qué consiste un bus de campo, para qué se utilizan, qué tipos son los más utilizados y qué ventajas ofrecen.
Un bus de campo o bus de comunicación industrial, es una red de comunicación bidireccional y multipunto entre diferentes componentes de una máquina o línea de producción.
Los buses de campo permiten la interconexión con todos los componentes de la red, en la mayoría de los casos, de forma jerarquizada donde los equipos master (maestros gestionan a los equipos slave (esclavos).
Gran parte de los fabricantes de componentes eléctricos disponen de sus propios buses de campo y por esa razón, existe gran diversidad en el mercado.
Aun existiendo esta diversidad tan amplia, hay algunos tipos de buses de campo más conocidos por su utilización y facilidad de implementación.
La función principal de un bus de campo es la de interconectar todos los elementos de una máquina o línea de producción con el objetivo de controlar los equipos que están en la red.
La información (bytes) en los buses de campo viajan a altas velocidades. Esto amplía las opciones de programación y la información que disponemos de los equipos.
Desde hace ya algunos años, se están homologando buses de comunicación que permiten la transmisión de datos de seguridad posibilitando así interconectar componentes de seguridad (paros de emergencia, barreras scanner, etc.).
Estas nuevas funcionalidades reducen drásticamente los cableados en las instalaciones de los equipos.
Como ya hemos comentado anteriormente, la mayoría de fabricantes de componentes eléctricos han desarrollado su propio bus de campo. No obstante, existen algunas instituciones internacionales que tratan de estandarizarlos.
A continuación os detallaremos los buses de campo más utilizados en la actualidad.
EtherNet/IP es un bus de campo que se basa basado en TCP (Protocolo de Control de Transmisión) y UDP (Protocolo de Datagramas de Usuario).
El bus EtherNet/IP amplía EtherNet mediante un protocolo industrial avanzado CIP (Common Industrial Protocol) como capa de aplicación para procesos industriales; de este modo, EtherNet/IP se adapta perfectamente al control industrial.
En general, Ethernet / IP es compatible con Rockwell con una fuerte presencia en Norteamérica.
ODVA es la institución que gestiona y desarrolla este protocolo.
PROFINET también basa su comunicación integrada en EtherNet para dar solución a una amplia gama de requisitos, desde la parametrización de datos intensivos hasta la transmisión de señales de E/S.
La comunicación basada en TCP/IP, se realiza a través del mismo cable en todas las aplicaciones, desde tareas de control simples hasta aplicaciones de control de movimiento altamente exigentes.
Una de sus principales características es que cuenta con estructuras flexibles de línea, anillo y estrella.
Debido a que la solución se basa completamente en EtherNet estándar, la física de transmisión por cable e inalámbrica puede ser fácilmente combinable. Como resultado, la comunicación WLAN y Bluetooth se integra de forma transparente en la solución incluso para datos en tiempo real.
El bus de campo PROFINET es generalmente compatible con Siemens y cuenta con una fuerte presencia en Europa. Este bus está gestionado por PROFIBUS y PROFINET International (PI).
Modbus es un protocolo de comunicación en serie publicado por la empresa Modicon (actualmente Schneider Electric) para su uso con PLCs.
Por su simplicidad y potencia, se ha convertido desde entonces en uno de los buses de campo estándar en la industria y se encuentra entre las formas más comunes disponibles para conectar dispositivos electrónicos industriales.
Otra funcionalidad de Modbus es que permite la comunicación entre múltiples salidas (alrededor de 240) conectadas a la misma red.
El Bus CAN desarrollado primeramente en 1983 por la empresa Robert Bosch GmbH y publicado oficialmente en 1986 en la SAE (Sociedad de Ingenieros de Automoción), es un protocolo basado en mensajes.
Fue diseñado solamente para satisfacer las necesidades del sector de la automoción pero hoy en día se utiliza en otros ámbitos como la automatización industrial y los equipos médicos.
AS-Interface (Actuator Sensor Interface, AS-i) es una solución de red industrial (capa física, método y protocolo de acceso a datos) utilizada en sistemas de automatización basados en PLC.
Su función es la de conectar dispositivos simples binarios como componentes de solo 2 variables ON/OFF (pulsadores, actuadores, sensores, etc) utilizando dos cables de un solo conductor.
La AS-Interface es una tecnología colaborativa y utilizada por muchos proveedores de equipos de automatización.
CC-Link es una red industrial abierta que utilizan numerosos fabricantes para comunicar sus dispositivos.
Mitsubishi Electric Corporation la desarrolló en 1997 y fue lanzada como una red “abierta” en el año 2000 para que los fabricantes de equipos de automatización independientes pudieran incorporar compatibilidad.
En ese mismo año, se formó la organización sin ánimo de lucro CLPA (CC-Link Partner Association) para gestionar y supervisar la tecnología de red.
Su velocidad de transmisión es de 10 MB/s sobre la base de RS485, con redes desde 1,2 Km.
Este bus de campo también cuenta con la opción safety que permite la transmisión de señales seguras.
IO-LINK es una interfaz punto a punto para la conexión de bajo coste de dispositivos inteligentes que sirven para el nivel más bajo de automatización.
Los buses de campo de este nivel eran antes exclusivamente del tipo ON/OFF, pero cada vez ofrecen mayores prestaciones, como la configuración sobre la marcha, mayores resoluciones y operaciones mejoradas.
Quisiéramos poner de relevancia los beneficios que puede ofrecer un bus de campo en cualquier aplicación en al ámbito de la automatización industrial. Os detallamos algunos de estos beneficios:
Esperamos que te haya sido de utilidad nuestro blog. Si necesitas asistencia técnica especializada, o realizar alguna consulta acerca de los buses de campo, no dudes en contactarnos.
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