coscomantauni.files.wordpress.com · Web viewEl conocimiento del conjunto de protocolos TCP/IP no es esencial para un simple usuario, de la misma manera que un espectador no necesita

Controles eléctricos y Automatización

LAS REDES INDUSTRIALES

I. INTRODUCCION

Alrededor de 1985 las redes se hicieron tan grandes y complejas que el control volvió a los departamentos de informática. En la actualidad las redes no son elementos simples y fáciles. A menudo se llegan a extender fuera de la oficina local, abarcan el entorno de una ciudad o uno mayor y necesitan entonces expertos que puedan tratar los problemas derivados de las comunicaciones telefónicas, con microondas o vía satélite.

Concepto De Una Red

La más simple de las redes conecta dos computadoras, permitiéndoles compartir archivos e impresos. Una red mucho más compleja conecta todas las computadoras de una empresa o compañía en el mundo. Para compartir impresoras basta con un conmutador, pero si se desea compartir eficientemente archivos y ejecutar aplicaciones de red, hace falta tarjetas de interfaz de red (NIC, NetWare Interface Cards) y cables para conectar los sistemas. Aunque se puede utilizar diversos sistemas de interconexión vía los puertos series y paralelos, estos sistemas baratos no ofrecen la velocidad e integridad que necesita un sistema operativo de red seguro y con altas prestaciones que permita manejar muchos usuarios y recursos.

II. PRINCIPALES TOPOLOGÍAS

En la industria, el uso de computadoras aplicadas al control automático evolucionó desde un único computador supervisando algunos controladores analógicos a complejos sistemas que interrelacionan múltiples procesadores. Estos procesadores comprenden controladores PID de lazo simple y multilazo, estaciones de operación, PLC's, transmisores inteligentes, etc. Integrados en una o varias redes de datos en tiempo real, también denominadas redes de control de procesos.

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Por otra parte, las plantas industriales cuentan en muchos casos con sistemas de computadoras a fin de satisfacer sus necesidades administrativas y gerenciales. Llamamos red administrativa a este sistema. Surge entonces la idea de integrar no solamente los equipos digitales de control de procesos entre sí sino también la integración de éstos con la red administrativa. Se presentarán aquí los conceptos básicos de redes, para comprender mejor el problema de las comunicaciones digitales en relación a las dos áreas mencionadas.

La Estructura De Redes Industriales

Una red de computadoras está formada por la interconexión de dos o más dispositivos a través de un medio de transmisión y que pueden intercambiar información entre sí. En el caso de un bus de campo (fieldbus), es decir una red que interconecta instrumentación a nivel de campo, el medio de transmisión es por lo común cables, pero también esto es posible con fibra óptica y telecomunicación. La elección del medio de transmisión es a menudo dependiente de la interfaz y la velocidad requerida.

La topología de redes describe el modo en que varios dispositivos en una red son interconectados. Existen varias topologías que difieren de acuerdo a tres criterios: disponibilidad, redundancia o expansibilidad. Las topologías básicas son los arreglos de estrella, anillo y bus.

Estructura En Estrella

Toda la información es canalizada a través de un nodo central como lo es una computadora central. Cada dispositivo es servido por su propia conexión. El intercambio de datos entre periféricos inicialmente centralizado o desde la periferia, es siempre manejado vía el nodo central. Esta topología tiene la ventaja de que si una de las líneas está sujeta a interferencias, solo el dispositivo conectado a ella es afectado. Adicionalmente, las líneas pueden ser conmutadas a encendidas o apagadas durante la operación normal.

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Figura 1.1 Ejemplo de Topología en Estrella

Por otro lado, el dispositivo en el nodo central debe actuar en forma extremadamente confiable. Si fallase o se sobrecargase debido a las excesivas transacciones de trasferencias de datos, todo el sistema se viene abajo. En adición, desde que los cables corren hacia un punto central, se deben tener adecuados sistemas de enlace.

Estructura En Anillo

La información es pasada de dispositivo a dispositivo. No hay un control central en el anillo, en vez de esto, cada dispositivo asume el rol de controlador a intervalos estrictamente definidos. Teóricamente no existe límite para el número de dispositivos permitidos. La falla de un dispositivo es normalmente suficiente para interrumpir el anillo y detener todas las comunicaciones. Para evitar esto, se incorporan interruptores de bypass que automáticamente conmutan cuando un dispositivo falla. Esto también permite a los dispositivos ser añadidos o removidos sin interrumpir la operación normal. Una variación de la estructura en anillo es la conocida como token ring

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Figura 1.2 Ejemplo de Topología en anillo

Estructura En Bus

Todos los dispositivos son conectados a una misma línea de datos, llamada bus, a través de la cual es pasada la información. Un bus con ramas se dice que tiene una estructura en árbol. La información llega al receptor sin la ayuda de ningún otro dispositivo; en efecto, en contraste a una estructura en anillo, las estaciones individuales son pasivas. Si se añade un dispositivo al bus, no se requieren interfaces adicionales en las estaciones existentes. Así, el problema de un número limitado de participantes relacionados con la estructura en estrella no aparece. La cantidad de cableado necesario es pequeño y se pueden agregar nuevos dispositivos sin problema. Una estructura en bus puede permitir comunicación cruzada entre cualquiera de los dispositivos conectados. Desde que todos se conectan a un cable común, la transmisión debe ser estrictamente regulada.

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Figura 1.3 Ejemplo de Topología en Bus

A continuación se tiene un cuadro comparativo.

Característica Estrella Anillo BUSDisponibilidad Control centralizado,

acceso regulado por una inteligencia central

Tiene control descentralizado, el acceso es pasado de dispositivo adispositivo

Son posibles tanto un control centralizado o descentralizado

Redundancia Si la inteligencia central falla, la red falla. No son críticas líneas individuales

Si la línea falla, la red falla. Se hacen necesario colocar interruptores debypass si la falla del dispositivo no afecta la función de la red

Depende del modo de control de bus que se adopte. Para control centralizado es estrella, para controldescentralizado, anillo

Expandibilidad Limitado al número de conexiones alcontrolador central

Ilimitado; sin embargo, el tiempo de rotación token,fija un límite práctico pues gobierna el tiempo de respuesta

Ilimitado, sin embargo, el tiempo de encuesta (polling) de todos los dispositivos es un límite práctico

Requerimientos de cables

Cable apantallado La línea debe estar libre de cualquier interferencia; se

La línea debe estar libre de cualquier

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usa cable coaxial u otro cable confiable

interferencia; se usa cable apantallado u otro cable confiable

Requerimientos deinterfaz

Suficiente RS-232C La interfaz debe proveer unatransmisión inmune a las interferencias

La interfaz debeproveer una transmisión inmune a las interferencias

Topologías híbridas.Son las más frecuentes y se derivan de la unión de topologías "puras":

estrella-estrella, bus-estrella, etc.

III. COMPONENTES DE UNA RED

Los componentes de una red tienen funciones específicas y se utilizan dependiendo de las características físicas (hardware) que tienen.

Para elegirlos se requiere considerar las necesidades y los recursos económicos de quien se desea conectar a la red, por eso deben conocerse las características técnicas de cada componente de red.

a) Servidor Son computadoras que controlan las redes y se encargan de permitir o no

el acceso de los usuarios a los recursos, también controlan los permisos que determinan si un nodo puede o no pertenecen a la red.La finalidad de los servidores es controlar el funcionamiento de una red y los servicios que realice cada una de estas computadoras dependerán del diseño de la red.

b) Estación De Trabajo Es el nombre que reciben las computadoras conectadas a una red, pero

que no pueden controlarla, ni alguno de sus nodos o recursos de la misma.Cualquier computadora puede ser una estación de trabajo, siempre que está conectada y se comunique a la red.

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c) Nodos De Red Un nodo de red es cualquier elemento que se encuentre conectado y

comunicado en una red; los dispositivos periféricos que se conectan a una computadora se convierten en nodos si están conectados a la red y pueden compartir sus servicios para ser utilizados por los usuarios, como impresoras, carpetas.

d) Tarjeta De Red Son tarjetas de circuito integrados que se insertan en unos órganos de

expansión de la tarjeta madre y cuya función es recibir el cable que conecta a la computadora con una red informática; así todas las computadoras de red podrán intercambiar información.Las tarjetas de red se encargan de recibir la información que un usuario desea enviar a través de la red a uno de los nodos de esta y la convierte en un paquete, luego envía la información a través de un cable que se conecta a la tarjeta.

e) Medios De Transmisión Estos elementos hacen posible la comunicación entre dos computadoras, son cables que se conectan a las computadoras y a través de estos viaja la información. Los cables son un componente básico en la comunicación entre computadoras. Existen diferentes tipos de cables y su selección depende de las necesidades de la comunicación de red.

f) Conectores

Los conectores son adiamientos con los que los cables se conectan a las tarjetas de red ubicadas en los nodos.La función de los conectores es muy importante, ya que sin ellos es imposible utilizar los cables para conectar un nodo a la red.Cada medio de transmisión tiene sus conectores correspondientes y gracias a ellos se logra recibir o transmitir la información con las características que permiten los cables.

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g) USB (Bus Universal Serie) Permite conectar y desconectar los periféricos mientras la computadora

esta encendida, sin afectar a otros periféricos que estén en funcionamiento. Cuando se conecta el nuevo dispositivo USB el sistema operativo se encarga de buscar controladores necesarios sin necesidad que lo haga el usuario.

h) Concentradores Ruteadores

Son dispositivos utilizados para recibir los cables correspondientes a cada uno de los nodos de una red y realizar una conexión de tipo puto a punto.Los concentradores reciben la información que envía uno de los nodos y la reenvían a través de todos los cables que se encuentran conectados a este.Los rutearores reciben la información que envía uno de los nodos y detecta a cual va dirigida, para enviarla a través del cable correspondiente.

i) BRIDGES

Los bridges (repetidores o amplificadores) son dispositivos que reciben la información enviada por un cable, y la reenvía con intensidad y velocidad original a través de otro cable ya sea hasta el nodo u otro repetidor o amplificador.Su función es actuar como si el nodo que envía la información se moviera físicamente de un punto muy distante a otro sitio.Los repetidores o amplificadores realizan la misma función y lo que los diferencia es que los primeros se usan en transmisiones de señales digitales y los segundos en señales analógicas.

j) Moden Es un dispositivo que convierte las señales digitales en analógicas y

viceversa, posteriormente las envía y/o recibe a través de una red telefónica.

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Es una contracción de las palabras MO-dulador/ DEM- ondulador. Existen dos tipos de módems: externos e internos (tarjetas de circuito integrados), los externos pueden ser conectados a cualquier computadora sin complicaciones y los internos se ubican dentro del gabinete de una computadora.

k) Comunicación Inalámbrica El avance tecnológico hoy en día ocurre en los modos de transmicion de la

información, ya que no es conveniente llamarlos medios, pues no se consideran elementos físicos sino lógicos, se utilizan en ondas de radio y microondas para enviar información de un dispositivo a otro.

Estas dependen de las frecuencias utilizadas para el envio de la información, el hardware se encarga de convertir el lenguaje binario de las computadoras a frecuencias, dicha información es empaquetada y protegida de forma que garantice la recepción y lectura de información en otra computadora que recibe la señal.Algunos de los modos de comunicación son:

Wifi (Wireless Fidelity- Fidelidad sin cables): es una frecuencia de ondas que contiene un conjunto de estándares para la comunicación, se creó para su aplicación en redes de área local, actualmente combinándolas con otras frecuencias y equipos se utiliza para conectar esa red de área mundial (internet).

Bluetooth: Es una frecuencia de onda e radio, se creó en dispositivos que se alimentan de energía de baterías y no de los conectados tomacorriente de casa u oficina, por lo que se consume mucho menos energía y además necesita un hardware más económico

Infrarrojos: la comunicación con infrarrojos ocurre a través de haces de luz enviadas de un transceptor u otro a distancias cortas, su comunicación requiere de línea visual, es decir que los dispositivos que se comunican deben verse entre sí.

UMTS (Sistema universal de Comunicación Móvil): ofrece mayor capacidad de transferencia y es la más reciente, pero los altos costos de la modificación de equipos existentes (antes de transmisión) y el poco apoyo ha provocado que las empresas de telefonía móvil no la adopten aun y sigan utilizando la tecnología EDGE

WiMax (Intercomunicación Mundial para acceso por microondas): convierte la información (voz, datos) en ondas de radio y permite

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conexiones entre nodos hasta de 48 km. De distancia y no requiere área visual, la comunicación se da atreves de comunicaciones base que tiene antenas ubicadas estratégicamente para abarcar mayores aéreas dentro de los límites permitidos.

l) Sistema Operativo De Red Es el programa que prepara el hardware de una PC para que pueda ser

utilizada por los usuarios, sin él la PC es solo un montón de partes tecnológicas agrupadas sin utilidad para realizar tareas.

Se encarga de identificar dispositivos y características de la PC para que cada uno trabaje adecuadamente. También es la interfaz que nos permite entender lo que sucede dentro de una computadora mediante imágenes y textos, se le denomina plataforma y es necesario en una computadora. Las funciones que realiza son:Soporte de archivos: crea, comparte, almacena y recupera archivos en la red.Comunicaciones: se refiere a toda la información que se envía a través de los cables.Servicios de soporte de equipo: incluye los servicios especiales como impresiones, respaldos, detecciones de virus en la red.

IV. EJEMPLOS DE REDES INDUSTRIALES (FISICA)

PROFIBUS: Totalmente normalizado y con proyección a futuro. En las fábricas muchos componentes como (válvulas, actuadores, accionamiento, transmisores etc.), por lo general operan muy distante de las computadoras o autómatas. Por ello, hoy en día en el área de campo (espacio físico donde se efectúa el proceso de la fábrica) se instalan unidades periféricas descentralizadas (estaciones remotas de entradas y salidas); estas constituyen por así decir, la avanzada inteligente in situ. Estas estaciones remotas deben comunicarse a través de un bus de comunicación con las computadoras ubicados en las diferentes salas de control, para así conocer como está funcionando la planta.Los usuarios (industrias o fábricas) requieren un sistema de bus de campo con las siguientes características:

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a. Aptitud universal para los más distintos equipos, sectores y aplicaciones.

b. Normalización en ISO, DIN u organismo de normalización semejante.

La aptitud universal del bus de campo reduce los costos de ingeniería en los sistemas de control, ya que los usuarios no deben ampliar su propio know-how para distintos sistemas. El primer bus de campo que cumple este requisito es el PROFIBUS. La rápida difusión del PROFIBUS pone de manifiesto la elevada aceptación entre los usuarios. El PROFIBUS está optimizado para el nivel de campo, lo cual pone de manifiesto también sus distintas interfaces de usuario (ver tabla No.1):

a. PROFIBUS-FMS: ofrece servicio de usuario estructurados (semejantes al MMS) para la comunicación abierta en pequeñas células (valores característicos de 10-15 equipos de automatización como autómatas SIMATIC o PCs). En estas configuraciones, lo principal es el voluminoso intercambio de información y no el tiempo de respuesta de los mismos.

b. PROFIBUS-DP: Es la interfaz de usuario para el acoplamiento de dispositivos de campo (por ejemplo, accionamiento, estaciones periféricas descentralizadas ET200, isletas de válvulas).

c. PROFIBUS-PA: Se utiliza para la automatización de procesos en recintos expuestos al peligros de explosiones (áreas clasificadas).El proceso de transmisión cumple la norma internacional IEC 1158-2, el perfil de protocolo es PROFIBUS FMS (Siemens, Catálogo IK 10, 1997).

El PROFIBUS ofrece, además de ello el interfaz optimizado SEND/RECEIVE para permitir una sencilla comunicación entre sistemas SIMATIC (equipos autómatas (fabricados por SIEMENS). Al igual que en el industrial Ethernet, también PROFIBUS, permite la creación de una red con cable bifilar o cables de fibra óptica.

Tabla No.1. Resumen del campo de aplicación de protocolos Profibus

Protocolo Aplicable Para Interfaces de usuario

FMSSIMATIC S5/S7,PG / PC, HMI Funcionalidad elevada

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DPDispositivo de campo binario Optimizada para

y analógicos inteligentes.

Comunicaciones con disp. de campo

SEND/RECEIVESIMATIC S5/S7,PG / PC, HM Funcionalidad elemental

Funciones S7 SIMATIC S7,PG/PC, HMI Funcionalidad elevada para com. Con SIMATIC S7

FUNCIONES DEL PROFIBUSEl método de acceso a PROFIBUS funciona por el procedimiento

"Token Passing con maestro-esclavo subyacente" según EN 50 170, tomo 2. En este método se distingue entre aparatos (estaciones) de red activos y pasivos. El "Token" lo reciben únicamente los aparatos activos acoplados al bus. Este Token es el derecho a emisión que un aparato activo acoplado al bus transmite al siguiente dentro de un período de tiempo predefinido.

Se identifica automáticamente si ha fallado un aparato acoplado al bus o si se ha incorporado un aparato más. Todos los aparatos que integran la red deben estar configurados a idéntica velocidad de transmisión.

CONSTRUCCIONProfibus ofrece un amplio espectro de componentes de red para sistemas de transmisión eléctricos y ópticos.

a. Red eléctrica: La red eléctrica utiliza un cable bifilar trenzado apantallado como medio de transmisión. La Interfaz RS 485 funciona con diferencia de tensión. Por este motivo, es más inmune a las interferencias que una interfaz de tensión o de corriente. En PROFIBUS los aparatos pertenecientes al bus están conectados a éste a través de un terminal de bus o un conectador de conexión a bus (máximo 32 equipos acoplados por segmento). Los distintos segmentos se conectan a través de repetidores. La velocidad de transmisión puede configurarse por nivel desde 9.6 Kbits/seg hasta 1.5 Mbits/seg según PROFIBUS para aplicaciones en DFP.

b. Red óptica: La red óptica de PROFIBUS, utiliza un cable de fibra óptica como medio de transmisión. La variante del cable de fibra óptica es inmune a las interferencias electromagnéticas, es apta para grandes

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distancias de transmisión (cables de fibra opcionalmente de plástico o vidrio).La velocidad de transmisión puede configurarse por niveles desde 9.6 Kbits/seg hasta 1.5 Mbits/seg. (según EN 50 170, tomo 2, PROFIBUS). La longitud máxima de segmento en la variante óptica del PROFIBUS es independiente de la velocidad de transmisión (excepción anillos ópticos redundantes.)A configuración de las redes de fibra óptica se realiza mediante OLMs (Optical Link Module) con cable de fibra óptica de vidrio o de plástico. Con OLMs es posible crear una red óptica con topología lineal, en anillo o en estrella. Con la ayuda de OLPs (Optical Link Plugs) se puede realizar anillos monofásicos sencillos de plástico. El aparato terminal se conecta directamente a OLM u OLP. La conexión de aparatos terminales a OLP se realiza únicamente con estaciones pasivas PROFIBUS (esclavos DP/FMS). Los anillos ópticos pueden configurase como anillos monofásicos (económicos) o como anillos bifásicos (superior disponibilidad de la red).

c. Red combinada: Son posibles estructuras mixtas de red PROFIBUS eléctrica y óptica.La transición entre ambos soportes se realiza a través del OLM. En la comunicación entre los aparatos acoplados al bus no existe ninguna diferencia entre los que están interconectados a través de un sistema eléctrico y lo que está a través de fibra óptica. Como máximo pueden conectarse 127 aparatos a una red PROFIBUS (Siemens, Catálogo, IK 10, 1997).

Redes de Área Local (LAN)

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Son redes de propiedad privada, de hasta unos cuantos kilómetros de extensión. Por ejemplo una oficina o un centro educativo. Se usan para conectar computadoras personales o estaciones de trabajo, con objeto de compartir recursos e intercambiar información.

Están restringidas en tamaño, lo cual significa que el tiempo de transmisión, en el peor de los casos, se conoce, lo que permite cierto tipo de diseños (deterministas) que de otro modo podrían resultar ineficientes. Además, simplifica la administración de la red.Suelen emplear tecnología de difusión mediante un cable sencillo al que están conectadas todas las máquinas.

Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps. Tienen bajo retardo y experimentan pocos errores.

Las redes LAN se pueden conectar entre ellas a través de líneas telefónicas y ondas de radio. Un sistema de redes LAN conectadas de esta forma se llama una WAN, siglas del inglés de wide-area network, Red de area ancha.

Las estaciones de trabajo y los ordenadores personales en oficinas normalmente están conectados en una red LAN, lo que permite que los usuarios envíen o reciban archivos y compartan el acceso a los archivos y a los datos. Cada ordenador conectado a una LAN se llama un nodo.

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Cada nodo (ordenador individual) en un LAN tiene su propia CPU con la cual ejecuta programas, pero también puede tener acceso a los datos y a los dispositivos en cualquier parte en la LAN. Esto significa que muchos usuarios pueden compartir dispositivos caros, como impresoras laser, así como datos. Los usuarios pueden también utilizar la LAN para comunicarse entre ellos, enviando E-mail o chateando.

Redes de Área Metropolitana (MAN) Son una versión mayor de la LAN y utilizan una tecnología muy similar. Actualmente esta clasificación ha caído en desuso, normalmente sólo distinguiremos entre redes LAN y WAN.

Redes de Área Amplia (WAN) Son redes que se extienden sobre un área geográfica extensa. Contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar los programas de usuarios (hosts). Estos están conectados por la red que lleva los mensajes de un host a otro. Estas LAN de host acceden a la subred de la WAN por un router. Suelen ser por tanto redes punto a punto.

La subred tiene varios elementos: - Líneas de comunicación: Mueven bits de una máquina a otra.- Elementos de conmutación: Máquinas especializadas que conectan dos o

más líneas de transmisión. Se suelen llamar encaminadores o routers.

Cada host está después conectado a una LAN en la cual está el encaminador que se encarga de enviar la información por la subred. Una WAN contiene numerosos cables conectados a un par de encaminadores. Si dos encaminadores que no comparten cable desean comunicarse, han de hacerlo a través de encaminadores intermedios. El paquete se recibe completo en cada uno de los intermedios y se almacena allí hasta que la línea de salida requerida esté libre.

Se pueden establecer WAN en sistemas de satélite o de radio en tierra en los que cada encaminador tiene una antena con la cual poder enviar y recibir la información. Por su naturaleza, las redes de satélite serán de difusión.

TCP / IP

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La sigla TCP/IP significa "Protocolo de control de transmisión/Protocolo de Internet" y se pronuncia "T-C-P-I-P". Proviene de los nombres de dos protocolos importantes del conjunto de protocolos, es decir, del protocolo TCP y del protocolo IP.

Las principales características del protocolo TCP son las siguientes:

TCP permite colocar los datagramas nuevamente en orden cuando vienen del protocolo IP.

TCP permite que el monitoreo del flujo de los datos y así evita la saturación de la red.

TCP permite que los datos se formen en segmentos de longitud variada para "entregarlos" al protocolo IP.

TCP permite multiplexar los datos, es decir, que la información que viene de diferentes fuentes (por ejemplo, aplicaciones) en la misma línea pueda circular simultáneamente.

TCP permite comenzar y finalizar la comunicación amablemente.

En algunos aspectos, TCP/IP representa todas las reglas de comunicación para Internet y se basa en la noción de dirección IP, es decir, en la idea de brindar una dirección IP a cada equipo de la red para poder enrutar paquetes de datos. Debido a que el conjunto de protocolos TCP/IP originalmente se creó con fines militares, está diseñado para cumplir con una cierta cantidad de criterios, entre ellos:

ividir mensajes en paquetes; usar un sistema de direcciones; enrutar datos por la red; detectar errores en las transmisiones de datos.

El conocimiento del conjunto de protocolos TCP/IP no es esencial para un simple usuario, de la misma manera que un espectador no necesita saber cómo funciona su red audiovisual o de televisión. Sin embargo, para las personas que desean administrar o brindar soporte técnico a una red TCP/IP, su conocimiento es fundamental.

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TPC/IP es un modelo de capasPara poder aplicar el modelo TCP/IP en cualquier equipo, es decir, independientemente del sistema operativo, el sistema de protocolos TCP/IP se ha dividido en diversos módulos. Cada uno de éstos realiza una tarea específica. Además, estos módulos realizan sus tareas uno después del otro en un orden específico, es decir que existe un sistema estratificado. Ésta es la razón por la cual se habla de modelo de capas.

El término capa se utiliza para reflejar el hecho de que los datos que viajan por la red atraviesan distintos niveles de protocolos. Por lo tanto, cada capa procesa sucesivamente los datos (paquetes de información) que circulan por la red, les agrega un elemento de información (llamado encabezado) y los envía a la capa siguiente.

El modelo TCP/IP es muy similar al modelo OSI (modelo de 7 capas) que fue desarrollado por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) para estandarizar las comunicaciones entre equipos.

Presentación de modelo de OSI

OSI significa Interconexión de sistemas abiertos. Este modelo fue establecido por ISO para implementar un estándar de comunicación entre equipos de una red, esto es, las reglas que administran la comunicación entre equipos. De hecho, cuando surgieron las redes, cada fabricante contaba con su propio sistema (hablamos de un sistema patentado), con lo cual coexistían diversas redes incompatibles. Por esta razón, fue necesario establecer un estándar.

La función del modelo OSI es estandarizar la comunicación entre equipos para que diferentes fabricantes puedan desarrollar productos (software o hardware) compatibles (siempre y cuando sigan estrictamente el modelo OSI).

Importancia De Un Sistema A Capas

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El objetivo de un sistema en capas es dividir el problema en diferentes partes (las capas), de acuerdo con su nivel de abstracción.Cada capa del modelo se comunica con un nivel adyacente (superior o inferior). Por lo tanto, cada capa utiliza los servicios de las capas inferiores y se los proporciona a la capa superior.

El Modelo OSI

El modelo OSI es un modelo que comprende 7 capas, mientras que el modelo TCP/IP tiene sólo 4. En realidad, el modelo TCP/IP se desarrolló casi a la par que el modelo OSI. Es por ello que está influenciado por éste, pero no sigue todas las especificaciones del modelo OSI. Las capas del modelo OSI son las siguientes: La capa física define la manera en la que los datos se convierten

físicamente en señales digitales en los medios de comunicación (pulsos eléctricos, modulación de luz, etc.).

La capa de enlace de datos define la interfaz con la tarjeta de interfaz de red y cómo se comparte el medio de transmisión.

La capa de red permite administrar las direcciones y el enrutamiento de datos, es decir, su ruta a través de la red.

La capa de transporte se encarga del transporte de datos, su división en paquetes y la administración de potenciales errores de transmisión.

La capa de sesión define el inicio y la finalización de las sesiones de comunicación entre los equipos de la red.

La capa de presentación define el formato de los datos que maneja la capa de aplicación (su representación y, potencialmente, su compresión y cifrado) independientemente del sistema.

La capa de aplicación le brinda aplicaciones a la interfaz. Por lo tanto, es el nivel más cercano a los usuarios, administrado directamente por el software.

EL MODELO TCP/ID

El modelo TCP/IP, influenciado por el modelo OSI, también utiliza el enfoque modular (utiliza módulos o capas), pero sólo contiene cuatro:

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Capa de aplicación

Capa de acceso a la red

Como puede apreciarse, las capas del modelo TCP/IP tienen tareas mucho más diversas que las del modelo OSI, considerando que ciertas capas del modelo TCP/IP se corresponden con varios niveles del modelo OSI.Las funciones de las diferentes capas son las siguientes:

capa de acceso a la red: especifica la forma en la que los datos deben enrutarse, sea cual sea el tipo de red utilizado;

capa de Internet: es responsable de proporcionar el paquete de datos (datagrama);

capa de transporte: brinda los datos de enrutamiento, junto con los mecanismos que permiten conocer el estado de la transmisión

capa de aplicación: incorpora aplicaciones de red estándar (Telnet, SMTP, FTP, etc.).

CAN (Controller Area Network)

Es un estándar de bus serie para permitir la adaptación con redes de conexionado multiplexado desarrollado conjuntamente por Bosch e Intel para el cableado de dispositivos en automóviles. En EE.UU. se usa el J185O. Hoy en día sus aplicaciones van desde las redes de alta velocidad a cableado multiplexado de bajo coste.

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Sus especificaciones describen principalmente la capa de enlace de datos compuesta por una subcapa de control del enlace lógico y una subcapa de controles de acceso al medio y algunos aspectos de la capa física del modelo de referencia ISO. El resto de las capas del protocolo se han dejado a la elección del diseñador de la red.

En un modelo CAN todos los dispositivos están conectados a un único bus compartido y todos pueden empezar una transmisión. Por lo tanto implementa un sistema para evitar colisiones, por ejemplo que dos sistemas empiecen a transmitir a la vez. Existe una prioridad basada en un esquema de arbitraje para decidir cuál de ellos se le permitirá continuar transmitiendo. Es un protocolo muy robusto y se pueden conseguir transferencias de hasta 1Mbit/s.

Transmisión de datos en serie (CAN)Los problemas en el intercambio de datos a través de interfaces convencionales, pueden resolverse mediante la aplicación de sistemas bus (vías colectoras de datos), por ejemplo CAN, un sistema bus desarrollado especialmente para vehículos motorizados. Bajo la condición de que las unidades de control electrónicas tengan un interfaz en serie CAN.

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Existen tres campos de aplicación esenciales para el sistema CAN en el vehículo motorizado:

Acoplamiento de unidades de control. Electrónica de la carrocería y de confort. Comunicación móvil.

V. ANEXO El Nuevo Módulo Anybus CompactCom Conecta Dispositivos Con BACnet/IP

Con este nuevo miembro en la familia Anybus CompactCom, HMS Industrial Networks, compañía de la que es distribuidor ER-Soft, S.A., ofrece conectividad directa a BACnet/IP, una red recurrente en la industria de automatización de edificios y HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado). Eligiendo Anybus CompactCom para conectividad BACnet/IP, los fabricantes ahorran hasta un 70% en los costos de desarrollo, en comparación con una interfaz de comunicación interna.

Soluciones PROFIBUS + ETHERNET

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PROFIBUS es considerado uno de los principales estándares de comunicación entre buses de campo en tecnologías de automatización. Basado en la tecnología de bus serial, se pueden lograr tasas de transferencia de datos de hasta 12 Mbps lo cual es suficiente para la mayoría de las aplicaciones industriales de campo. Profibus se utiliza para conectar sensores y actuadores para su control o bien para la creación de redes que vinculen varios controladores.

ETHERNET es sin duda hoy en día el principal estándar de comunicación entre redes de oficina, computadoras y servidores IT. Las soluciones basadas en Ethernet se están utilizando cada vez más en todo nivel de automatización, donde las secuencias de procesos y producción son controladas mediante distintas topologías a través de controladores dedicados, PLC’s y sistemas ERP (Planificación de los recursos de la empresa).

VI. BIBLIOGRAFIA 22


http://neutron.ing.ucv.ve/revista-e/No4/RCI.htmlhttp://www.grupo-maser.com/PAG_Cursos/Auto/auto2/auto2/PAGINA%20PRINCIPAL/PLC/plc.htmhttp://www.instrumentacionycontrol.net/es/curso-supervision-procesos-por-computadora/243-las-redes-industriales-principales-topologias.htmlhttp://www.slideshare.net/yaretzidelangel/componentes-de-una-red-presentation-818060

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