Actividad 2 - 1º Evaluación

En esta actividad, debemos saber configurar unos casos prácticos.
Para cada caso, debemos decidir qué arquitectura de comunicación seria mas favorable a cada caso, razonando los motivos por supuesto, centrandonos en qué bus deberiamos utilizar, y qué nivel ocuparia este caso dentro de la pirámide CIM.

Veamos el primer caso.

Cintas transportadoras y mesas giratorias.

Este tipo de estructuras son comunes en manutención. Este tipo de máquina depende mayoritariamente de su entorno. Su salida tiene que estar ajustada al producto y está controlada por automatización aguas arriba aguas abajo. Un dispositivo de automatización controlará varias secciones de la cinta transportadora, y por cada elementro tendrá uno o varios cuadros.

Las principales características son:
      -Baja potencia de la instalación.
      -Requerimientos de rendimiento medios.
      -Por seccion, de 2 a 10 motores trifásicos de CA con variadores de velocidad.
      -De 10 a 50 Entradas/Saldias.
      -Interface por  teclado y pantalla.
      -Conocimiento a tiempo real del tipo y número  de productos transportados.

• Se encontraria en el nivel de campo,ya que realiza un conjunto de procesos conectados entre si.

• Elegiremos el BUS DeviceNet, ahorraremos en el cableado convencional y es de bajo coste. Con este tipo de bus podremos tener hasta 64 nodos.

Segundo caso: Suministro de agua potable.
Se trata de una infraestructura para el tratamiento y la distribución de agua. Consta de un conjunto de unidades repartidas en un área determinada.
Es una aplicación autónoma y asegura un suministro continuo. Los clientes ponen atención en el mantenimiento y supervisión de la instalación.

Las características de la instalación son:
-4 bombas de 7,5Kw con variadores.
-Una docena de sensores (Presión, caudal...).
-Un autómata para controlar la secuencia de bombeo y comunicación.
-Supervisión remota de la instalación.

• Se encontraria en el nivel de Proceso, ya que realiza un conjunto de procesos conectados entre si. Su porceso se encargaria en potabilizar el agua.

• Elegiremos el BUS AS-i, ya por el ahorro en el cableado convencional y en su simplicidad. Es de tipologia libre, no necesitaremos licencia para su uso. Podremos contener hasta 31 Nodos.

Tercer caso: Grua torre.

Debe cumplir con complicados estándares ambientales y de seguridad. Se debe miminizar los costes de cada elemento.

Las características de la grua son:
      -Potencia de instalación de entre 10 a 115KW dependiendo de la carga.
      -Movimientos de la grua por motores trifásicos CA con dos o tres velocidades o variadores de velocidad con frenado mecánico o eléctrico.
      -Aproximadamente una docena de sensores y el interface Hombre-Máquina debe estar en cabina o en un cotrol remoto.

• se encontraria en el nivel de Proceso, ya que realiza un conjunto de procesos conectados entre si. Los  dispositivos conectados en este caso serán un conjunto de variadores y motores.

• Elegiremos el BUS AS-i, ya por el ahorro en el cableado convencional y en su simplicidad. Es de tipologia libre, no necesitaremos licencia para su uso. Podremos contener hasta 31 Nodos.

Actividad 4: Conexion PC-Link

En esta actividad, vamos a realizar la conexión entre dos PLC OMROM CQM1H, diferenciando quién es el maestro y quién el esclavo.

Se trata de conseguir una transferencia de datos entre ellos a traves de su puerto Host-Link.

El maestro deberá enviar una serie de informacion al esclavo, en este caso los números 31, 210 y 89, y el esclavo deberá obtener esta información, y además mostrar en su salida el último numero, el 89.

Por otro lado, el esclavo deberá enviar la orden al maestro de que encienda todas sus salidas durante 5 segundos.

Este es el procedimiento.

Ejecutamos el programa de OMROM para PLC's, CX-PROGRAMMER, y abrimos un nuevo archivo. En este, debemos configurar nuestro PLC como maestro. Vamos a configuración. En la ventanda de Arranque, debemos configurar nuestro PLC en modo Monitor.
Vamos a la pestaña de Tarjeta de Comunicaciones A. Configuramos a nuestro PLC como maestro.

Una vez hecho esto, nos vamos a Memoria, y pinchamos sobre DM.
En el area DM 6000 ponemos 0201. Esto hará que el automata arranque en modo MONITOR.
En el area DM 6500 ponemos 3000. Esto configura al automata como maestro, y divide el area de memoria LR para que pueda comunicarse con el esclavo.

 
 Ahora guardamos y cargamos en el PLC.

Pasamos a la parte del programa.

En nuestro ejercicio, al activar un interruptor (0.00) devemos enviar al esclavo tres números: 31, 210 y 89.
Ponemos 3 funciones MOVE que mueva ese número a la zona de memoria LR, que es la que leerá nuestro esclavo. Tambien, con la señal P_On, indicamos que siempre que el PLC maestro este en modo RUN, lea la parte de la memoria LR donde trabaja el esclavo. En este caso, LR30.

Al no tener en nuestro esclavo un pulsador para que haga su función, hemos controlado tambien el esclavo con un pulsador del maestro. Esto es que cuando activas el pulsador 0.01 del maestro, carga una señal en la memoria LR para que lo lea el esclavo, cuando este lea esa señal, la tomará como la señal de que debe ejecutar su programa.
Tambien ponemos una señal para que si no esta ningun interruptor activado, todo nuestro sistema, maestro y esclavo, se pongan a 0.

Pasemos a configurar al esclavo.

En este caso, deberemos configurar al eclavo siguiendo el mismo proceso que con el maestro. Añadimos un nuevo PLC OMROM CQM1H, y en Configuración>Arranque le indicamos que arranque en modo Monitor.
En la pestaña de Tarjeta de Comunicaciones A, indicamos que nuestro PLC será el esclavo.






Vamos a la Memoria>DM.
En la Memoria DM 6000 ponemos 0201. Esto indica que el PLC arranque en modo monitor.
En la Memoria DM 6500 ponemos 2000. Esto indica que nuestro PLC es el esclavo.

Pasemos al programa.
Le indicamos mediante P_On que siempre que el PLC esté en modo Run lea la parte de la memoria LR del maestro, y lo indique en su salida 100.

Tambien le decimos que lea la parte de la memoria LR donde hemos configurado que lea si tiene que ejecutar su programa, en este caso, LR3.00. Si esta memoria está activada, deberá mover un número a la memoria LR que lee el maestro.
A su vez, le indicamos que, mediante la misma orden de ejecución del programa, temporice para que envie ese número al maestro solo durante 5 segundos.

Actividad 3: Métodos de acceso al medio

Conjunto de reglas que permiten a los dispositivos conectados a un único medio transmitir información por el garantizando las mismas oportunidades de acceso a todos, con el mínimo conflicto y colisión de datos.

Los más utilizados son:

CSMA/CD:

Es utilizada en Ethernet. Puede estar conectada en bus o en estrella. Antes de transmitir, el terminal escucha el medio de transmisión compartido por todos. Si no detecta ninguna transmisión en curso, se pone a transmitir. Si detecta una transmisión, espera un tiempo aleatorio antes de volver a intentarlo.

Si dos terminales transmiten a la vez, cortan esta trasmisión, y transmiten una secuencia de bits, señal de atasco, para que los demás terminales detecten  esta colisión de datos.

Este método es usado para transmisiones con  poco tráfico de información, y en un entorno en el que no es necesaria la información a tiempo real, ya que para trasmitir, un terminal puede estar esperando un tiempo indefinido.

Paso de testigo:

Usada en redes con anillo lógico. Para transmitir, existe un testigo que determina quien puede transmitir. Si nadie utiliza ese testigo, el terminal que desee transmitir pone ese testigo en “ocupado”, e inicia la trasmisión de los datos detrás del testigo. Cuando el terminal para el que es dirigida la información recibe dicha información, envía una señal al que le ha pasado el testigo para comprobar que se ha enviado correctamente la información. Una vez comprobado, se libera el testigo.

 Se utiliza para aplicaciones con un tráfico elevado de información.

Actividad 1 - 1º Evaluacion.

En esta actividad propuesta por el profesor, vamos a responder a unas preguntas relacionadas con el mundo de la Comunicacion Industrial. Se tratan de unos conceptos iniciales vistos en el tema 2 del curso: Las redes de comunicacion y Buses de campo.

Empezemos.

¿Cuál es la función de las comunicaciones industriales? 

La comunicacion industral es la posibilidad de intercambio de informacion entre controladores y diferentes actuadores, receptores y otros controladores.

Por tanto, la principal función de la comunicacion industrial es la continua informacion de un proceso, tanto para los  controladores como para los operarios, para conocer el estado de ese proceso en un momento determinado.

 ¿Qué tipo de alternativas de comunicación existen para comunicar los diferentes dispositivos que forman un sistema industrial? 

 Como en toda instalacion eléctrica, el principal metodo de comunicacion es mediante el cableado.

Dentro de este puede ser:

• Cableado clásico: 

Conectar cada receptor o actuador, uno a uno, al autómata. Por supuesto el principal inconveniente de este método es la gran cantidad de cable que se utiliza y la caida de tensión producido en ellos.

Repartidor Precableado Schneider

•  Siestemas de Precableado: 

Se trata de incluir un modulo integrado al automata donde se pueden conectar una gran cantidad de entradas y salidas. El problema sigue estando en la cantidad de cable usado, aunque esté más centralizado.

• Entradas y salidas distribuidas:

 En este método se situan cajas entre entradas y salidas a lo largo de la instalación con las que el autómata se comunica mediante un módulo de comunicaciones. Estas cajas se situan lo más próximo posible a las maquinas a controlar. Se disminuye en gran cantidad la longitud de los cables, aunque sigue siendo un método poco eficiente.

• Buses de campo:

Este procedimiento permite conectar los captadores y actuadores al autómata con un solo cable de alimentación. Más adelante hablaremos un poco mas de cada uno.

       

      ¿Qué problemas presenta el cableado clásico?

Como ya hemos hablado ante, el principal problema que deriva del cableado clásico, es la gran cantidad de cables que salen de los actuadores y receptores hasta el autómata, teniendo asi mangeras largas y gruesas de cables, lo que supone una elevación del precio final y una cosiderable caida de tension en dichos conductores.

      ¿Qué ventajas presentan los buses de campo respecto a los otros métodos de cableado?

Las principales ventajas se muestran en la siguiente tabla:

      ¿Qué niveles jerárquicos presenta la pirámide CIM?

La piramide CIM viene representada por esta imagen:

 Vamos a explicar brebemente la función de cada escalon.

 0. Nivel de Proceso: Nivel en el que se realiza el control directo de las máquinas, conectando en estas actuadores, sensores, instrumentos de medida, etc.

 1. Nivel de Campo: Se controla individualmente cada recurso. Se conectan autómatas de gama baja y media.

 2. Nivel de Célula: Controla la secuencia de producción y fabricación. Se conectan autómatas de gama media, alta y ordenadores industriales.

 3. Nivel de Planta: Se supervisan y estudian las órdenes de fabricación y producción. Se emplean autómatas y estaciones de trabajo.

 4. Nivel de Factoria: gestiona la producción completa de la empresa. Comunica sus distintas plantas y a los clientes y proveedores. Se emplean ordenadores y estaciónes de trabajo.

 5.mucho mejor la estructura de la pirámide CIM en este diagrama:

      ¿Qué tipo de bus se utilizaría en el nivel de proceso de la pirámide CIM? 

Como ya hemos visto, en el nivel de proceso conectaremos sensores y actuadores, por lo que no es preciso utilizar un complejo sistema de comunicación. Se usará el cableado clásico, o en su defecto, para ahorrar cable, el bus de campo AS-i.

      ¿Qué peculiaridad tiene el cableado del bus AS-i respecto a los demás?

La principal característica que posee el bus AS-i respecto a los demas buses de campo es la utilización de un sistema llamado "Flat Yellow Cable". Por este cable se transportan

tanto los datos como la energía. La magnitud de la energía disponible depende de

la fuente de alimentación AS-i utilizada.

      ¿Cuál es el futuro de las comunicaciones industriales?

El futuro de las comunicaciónes industriales, como es previsible, es la tecnologia "wireless", es decir, trabajar sin cables. Para poder trabajar sin cables debemos trabajar por ondas enviadas por el aire. Para hacer esto, disponemos de las tecnologias como el Bluetooth, WI-FI, UBW...

EStas nuevas tecnologias permitirán la transmisión de más información, comunicación más rápida, y sin problemas de espacio.

      ¿Qué diferencias existen entre los buses propietarios y los buses abiertos?

Los buses propietarios son propiedad de una empresa o grupo de compañias. Para utilizarlos es preciso obtener una licencia, concedida por la empresa desarrolladora, con una serie de condiciones y a un precio alto.

Los buses abiertos son todo lo contrario, son públicos y a un precio razonable.

       Elabora una tabla que recoja las características de los distintos Buses de campo.