MICRO CAPACITACIÓN · 6 MICRO CURSO 071 Redes AS-i Buses de campo Introducción a los buses de campo El Modelo ISO/OSI Buses de Campo Existentes Topología - Estructura de la red

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071MICRO CAPACITACIÓN

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5PREFACIO

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En el presente mundo globalizado, la información tiene un valor importantísimo. Lascomunicaciones tienen que ser eficientes y ágiles para aumentar la productividadde los distintos grupos de trabajo. Comunicaciones entre personas, máquinas, ymáquinas - personas.

Actualmente, las redes industriales son muy exigidas en cuanto a su velocidad y con-fiabilidad. Son un eslabón destacado en el conocimiento del funcionamiento de laplanta, fabricación y en la interacción de ésta con los sistemas de administración.

Es nuestro objetivo divulgar los conocimientos básicos de redes, y en particular el fun-cionamiento de una de ellas, las redes AS-i (Interfase Sensor Actuador), asimismoexponer algunas de sus aplicaciones en la industria.

En MICRO, a través de los cursos de capacitación, pretendemos crear un espacio de for-mación y entrenamiento en el área de la automatización industrial, para estudiantes, pro-fesores, operadores, técnicos e ingenieros que decidan completar la propia formación.El diseño del manual está elaborado con criterios eminentemente prácticos, para faci-litar un estudio ágil y actualizado de cada uno de los temas.

El objetivo de éste y de todos los cursos MICRO es ofrecer un sistema de aprendi-zaje dinámico e interactivo de clases teórico-prácticas, en el cual el alumno avance enla especialidad, ejecutando de una forma práctica los conocimientos desarrollados enlas clases teóricas. Siempre con una visión real y profesional, para poder aplicar estosconocimientos a las necesidades de su empresa, tanto en el campo de mantenimien-to, como en el de producción.

Esperamos haber construido una herramienta que les permita apropiarse significati-vamente del nuevo saber.

Para contribuir al logro de los objetivos reseñados, sus comentarios al final del cursoserán de inestimable utilidad.

Departamento de Capacitació[email protected]

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CURSO 071Redes AS-i

Buses de campoIntroducción a los buses de campoEl Modelo ISO/OSIBuses de Campo ExistentesTopología - Estructura de la redRedes de difusión

Modelos de comunicaciónControl de acceso al medioReconocimiento de errores

Medios físicos de transmisiónPar trenzadoCable CoaxialFibra ópticaComunicación por radio o satélite

Actuador Sensor InterfaseCapa FísicaCapa de enlace de datos. Data link layerCapa de Aplicación

AS-i SchneiderRecordatorioPresentación de los principales elementos del bus AS-InterfaceCaracterísticas principales del bus AS-Interface V2Descripción de los componentes del módulo master del bus AS-Interface: TWDNOI10M3Características técnicas del módulo TWDNOI10M3 y del bus AS-Interface V2Cableado y conexionesBotones y modos de funcionamiento del módulo TWDNOI10M3Modos de funcionamiento del módulo master AS-InterfacePanel de visualización del módulo AS-Interface TWDNOI10M3+Diagnóstico del bus AS-Interface

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7INDICE

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Puesta en MarchaBus As-Interface V2Descripción funcional generalPrincipios de instalación del softwareDescripción de la pantalla de configuración del bus AS-InterfaceConfiguración del bus As-InterfaceDescripción de la pantalla de depuraciónModificación de la dirección de un esclavoActualización de la configuración del bus As-Interface en modo conectadoDireccionamiento automático de un slave As-Interface V2Inserción de un equipo slave en una configuración As-Interface V2 existenteSustitución automática de un slave As-Interface V2 que presenta un falloDireccionamiento de las entradas y salidas asociadas a los equipos slaves conectados al bus As-Interface V2Programación y diagnóstico del bus As-Interface V2Modo de funcionamiento del módulo de interfaz del bus As-Interface V2

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Buses de campo

Introducción

En la industria, el uso de computadoras digitales aplicadas al control automático evo-luciona desde un único computador supervisando algunos controladores analógicosa complejos sistemas que interrelacionan múltiples procesadores. Estos procesado-res comprenden controladores PID mono y multiplazo, estaciones de operación,PLCs, transmisores inteligentes, cromatógrafos, sistemas de inventario de playa detanques, etc., integrados en una o varias redes de datos de tiempo real, también deno-minadas redes de control de procesos.Por otra parte, las plantas industriales cuentan en muchos casos con sistemas decomputadoras a fin de satisfacer sus necesidades administrativas y gerenciales.Denominamos red administrativa a este sistema. Aparece como evidente que la integración de ambas redes facilitaría la administra-ción de todo el negocio, como la compra de materias primas, el proceso de produc-ción, la venta de productos, el pago de sueldos, etc.

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Surgen dos áreas para la implementación de redes en las que participan los equiposdigitales de control de procesos: la integración de estos equipos entre sí y la integra-ción de estos equipos con la red administrativa.La integración de equipos digitales de control de procesos en una red de datos entiempo real que presenta problemas de diversa índole. Consideramos el caso de losSistemas de Control Distribuido (DCS). Si bien estos tienen varias redes como partede su arquitectura, su diseño es propiedad del proveedor, sin que el usuario puedadisponer de su especificación.La integración de controladores unilazo con una PC es un problema de naturalezadistinta. En este caso, el usuario accede a todos los aspectos de la implementaciónde la red; y debe analizar aspectos tales como la respuesta en tiempo real del siste-ma, ya que ésta no es garantizada por el diseño del sistema.Lamentablemente no existe una norma de comunicaciones para la transmisión dedatos en tiempo real que haya alcanzado un alto grado de difusión. A pesar de ellovarias normas emergentes intentan llenar este vacío como MAP, SP50 etc.

Ante la variedad de opciones existente, parece razonable pensar que fabricantes yusuarios hicieran un esfuerzo en la búsqueda de normativas comunes para la inter-conexión de sistemas industriales.

Lo que ha venido llamándose “la guerra de los buses” tiene que ver con la permanen-te confusión reinante en los entornos normalizadores en los que se debate la espe-cificación del supuesto “bus de campo universal”. Desde mediados de los años ‘80 la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC-CEI)y la Sociedad de Instrumentación Americana (ISA) ha sido escenario del supuestoesfuerzo de los fabricantes para lograr el establecimiento de una norma única de busde campo de uso general. En 1992 surgieron dos grupos: el ISP (Interoperable Systems Project) y WorldFIP,cada uno promoviendo su propia versión del bus de campo. En el primer grupo esta-ban fabricantes como Siemens, Fisher-Rosemount, Foxboro y Yokogawa. En el segun-do Allen-Bradley, HoneyWell, Square D y diversas empresas francesa. En 1994 ambos grupos se unieron en la Fieldbus Foundation. El debate se trasladóluego, y continúa en la actualidad, a la conjunción de Fieldbus y el mundo Profibus. Los años pasan, la norma del supuesto bus universal nunca se acaba de generar y enel camino aparecen nuevas opciones como CAN, LonWorks, Ethernet. Incluso el debate es confuso y totalmente incomprensible, otras empresas participan-tes en el debate generaban en paralelo soluciones propias, es el caso de Allen-Bradleycon DeviceNet y HoneyWell con SDS. La realidad es que sólo los usuarios están real-mente interesados en la obtención de normas de uso general. Los fabricantes luchanpor su cuota de mercado y, en general, sólo están a favor de una norma cuando éstarecoge las características de su propia opción, lo cual es comprensible dadas las fuer-tes inversiones necesarias para el desarrollo de un bus industrial normalizado.

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Introducción a los Buses de Campo

Un bus de campo es un sistema de transmisión de información (datos) que simplificaenormemente la instalación y operación de máquinas y equipamientos industriales uti-lizados en procesos de producción. El objetivo de un bus de campo es sustituir las conexiones punto a punto entre los ele-mentos de campo y el equipo de control. Típicamente son redes digitales, bidireccio-nales, multipunto, montadas sobre un bus serie, que conectan dispositivos de campocomo PLCs, transductores, actuadores y sensores. Cada dispositivo de campo incorpora cierta capacidad de proceso, que lo convierte enun dispositivo inteligente, manteniendo siempre un costo bajo. Cada uno de estos ele-mentos será capaz de ejecutar funciones simples de diagnóstico, control o manteni-miento, así como de comunicarse bidireccionalmente a través del bus.

El objetivo es reemplazar los sistemas de control centralizados por redes de controldistribuido, mediante el cual permita obtener información adicional y mejor, durante lostiempos de proceso; para obtener mejor calidad de producto, reducir los costos y mejo-rar la eficiencia, reducir los tiempos de instalación, planeamiento y comienzo de obra,eliminar las interrupciones rápidamente, mantener los ahorros potenciales para la ins-talación y costo de parada de una máquina o una planta. Para ello se basa en que lainformación que envían y/o reciben los dispositivos de campo es digital. Además, cadadispositivo de campo es un dispositivo inteligente y puede llevar a cabo funcionespropias de control, mantenimiento y diagnóstico. De esta forma, cada nodo de la redpuede informar en caso de fallo del dispositivo asociado, y en general sobre cualquieranomalía asociada al dispositivo. Esta monitorización permite aumentar la eficienciadel sistema y reducir la cantidad de horas de mantenimiento necesarias.

Ventajas de los Buses de Campo

La principal ventaja que ofrecen los buses de campo, y la que los hace más atractivosa los usuarios finales, es la reducción de costos. El ahorro proviene fundamentalmente de tres fuentes: ahorro en costo de instalación,ahorro en el costo de mantenimiento y ahorros derivados de la mejora del funciona-miento del sistema. Una de las principales características de los buses de campo es su significativa reduc-ción en el cableado necesario para el control de una instalación. Cada componentesólo requiere un cable para la conexión de los diversos nodos. Se estima que puedeofrecer una reducción de 5 a 1 en los costos de cableado. En comparación con otros tipos de redes, dispone de herramientas de administracióndel bus que permiten la reducción del número de horas necesarias para la instalacióny puesta en marcha.

El hecho de que los buses de campo sean más sencillos que otras redes de usoindustrial como por ejemplo MAP, hace que las necesidades de mantenimiento de lared sean menores, de modo que la fiabilidad del sistema a largo plazo aumenta.Además, los buses de campo permiten a los operadores monitorizar todos los dispo-sitivos que integran el sistema e interpretar fácilmente las interacciones entre ellos.De esta forma, la detección de las fuentes de problemas en la planta y su correcciónresulta mucho más sencilla, reduciendo los costos de mantenimiento y el tiempo deparada de la planta.

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Los buses de campo ofrecen mayor flexibilidad al usuario en el diseño del sistema.Algunos algoritmos y procedimientos de control, que en los sistemas de comunica-ción tradicionales debían incluirse en los propios algoritmos de control, radican ahoraen los propios dispositivos de campo, simplificando el sistema de control y sus posi-bles ampliaciones.

También hay que tener en cuenta que las prestaciones del sistema mejoran con eluso de la tecnología de los buses de campo, debido a la simplificación en la formade obtener información de la planta desde los distintos sensores. Las medicionesde los distintos elementos de la red están disponibles para todos los demás dispo-sitivos. La simplificación en la obtención de datos permitirá el diseño de sistemasde control más eficientes.

Con la tecnología de los buses de campo, se permite la comunicación bidireccionalentre los dispositivos de campo y los sistemas de control, pero también entre los pro-pios dispositivos de campo.

El Modelo ISO/OSI

En 1997 la Organización Internacional de Normalización dio los primeros pasos paradesarrollar la arquitectura de una red que permitiera una comunicación sencilla y efi-ciente entre computadoras de distintos proveedores.A medida que avanzaban los estudios se vio la conveniencia de dividir los aspectosrelacionados con comunicaciones en 7 capas, cada una con una función definida. El modelo desarrollado por ISO se conoció como Interconexión de Sistemas Abiertos(Open System Interconnection, OSI).Cada una de las 7 capas maneja problemas distintos. Es importante destacar queeste modelo define una estructura de comunicación con funciones determinadas,pero no establece cómo esas funciones son cumplidas.Por lo tanto, un protocolo que respete el modelo ISO/OSI respetará la división en 7capas de sus funciones, pero esto no significa necesariamente que la especificaciónde cada capa está disponible a quién la requiera.

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Nivel 1: Físico (Physical Layer)El nivel físico define las características mecánicas, eléctricas y funcionales para esta-blecer y liberar conexiones físicas, que permiten transmitir bits entre extremos de unmedio físico.Se entiende por características mecánicas a la forma y tamaño de los conectores, can-tidad de circuitos y detalles del medio físico. Algunas características eléctricas son los niveles de tensión utilizados para represen-tar las señales lógicas, impedancias de los conductores, etc.; entre las característicasfuncionales encontramos la velocidad de transmisión y la función de cada circuito.La capa física determina la topología (forma de conexión entre estaciones) y el mediofísico. El diseño de la capa física debe asegurar que cuando se envía una señal lógica(1 ó 0) por un extremo del medio físico, se la obtenga sin errores en el otro extremo. Un ejemplo clásico de nivel físico es la norma RS232.

Nivel 2: Enlace (Data Link Layer)Mientras que la capa física transmite una sucesión de ceros y unos, la capa de enlacedebe asegurar el envío y recepción de tramas entre estaciones. Dentro de la capa deenlace hay dos subcapas: la de Control de Acceso al Medio (Media Access Control) yla de Control Lógico de Línea (Line Logical Control LLC).La función de Control de Acceso al Medio (MAC) es definir el procedimiento por el cualvarias estaciones acceden al uso de un medio físico compartido, sin que se produzcaninterferencias entre ellas. Existen para ello varios métodos, algunos de los cuales son:

- Maestro-esclavo.- Paso de testigo en bus.- Paso de testigo en anillo.- Acceso múltiple con detección de portadora y colisiones.

El Control Lógico de Línea (LLC) establece los procedimientos para una transmisiónlibre de errores, incluyendo el chequeo de tramas. Por ello implementa métodos comoel bit de paridad transversal y longitudinal, o un código de redundancia cíclico (CRC).Adicionalmente incluye un servicio de transmisión y confirmación de recepción de tra-mas, definiendo la relación que establecen las estaciones antes y después de enviar latrama (aviso de conexión y recepción).

Nivel 3: Red (Network Layer)Esta capa agrega la información requerida para el manejo de paquetes en una red conmúltiples caminos. En este caso, existen más de un camino posible para que un men-saje vaya de una estación a otra. Por lo tanto, es necesario definir procedimientos paraseleccionar el camino que seguirá un mensaje, así como procedimientos para casos decongestión de tráfico en un camino.

Nivel 4: Transporte (Transport Layer)El manejo de volúmenes de información de gran tamaño en un único mensaje esinconveniente, ya que la detección de un error obliga a la retransmisión de todo el men-saje. La división del mensaje en unidades llamadas paquetes es ventajosa, ya que per-mite la detección de errores en cadenas más cortas de datos, facilitando y disminu-yendo la carga para el caso de que sea necesario el reenvío de un paquete. La función de la capa de transporte es justamente dividir la información a transmitir enpaquetes, y asegurar su correcto ordenamiento. Esta función es crítica en una red glo-bal WAN, en la que generalmente los paquetes llegan en forma desordenada.

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Nivel 5: Sesión (Session Layer)La capa de sesión establece los procedimientos para que dos programas, residentesen distintas computadores, dialoguen entre sí. Uno de los servicios de la capa desesión consiste en el control del diálogo. Si consideramos que las computadoras pue-den correr más de un programa, y que éstos pueden efectuar transacciones con otrosprocesos residentes en otras máquinas, surge que entre dos máquinas puede habermás de una sesión en forma simultánea.

Nivel 6: Presentación (Presentation Layer)Prepara la información transmitida para su uso en el nivel de aplicación, efectuando lasinterpretaciones y conversiones de datos requeridas. Estas conversiones típicamentepueden incluir los formatos ASCII y EBCDIC, y el encriptado y desencriptado de infor-mación.

Nivel 7: Aplicación (Application Layer)Provee los servicios a usuarios finales, dando acceso a la información. Ejemplos: emu-lación de terminales, transferencia de archivos, correo electrónico, etc.

Buses de Campo Existentes

Debido a la falta de estándares, diferentes compañías han desarrollado distintitas solu-ciones, cada una de ellas con diferentes prestaciones y campos de aplicación.

Podemos ejemplificar los distintos niveles de los buses de campo con los diferentestipos de caminos donde: • Nivel Sensor/Actuador (camino menor) o Buses de alta velocidad y baja funcionalidad.• Nivel de dispositivo (camino mayor) o Buses de alta velocidad y funcionalidad media.• Nivel de Campo (Autopista) o Buses de altas prestaciones.

Sensor/Actuator level (“minor roads”)

Device level (“major roads”)

Field level (“high ways”)

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Buses de alta velocidad y baja funcionalidad

Están diseñados para integrar dispositivos simples como finales de carrera, fotocélulas,relés y actuadores simples, funcionando en aplicaciones de tiempo real, y agrupados enuna pequeña zona de la planta, típicamente una máquina. Básicamente comprendenlas capas física y de enlace del modelo OSI, es decir, señales físicas y patrones debits de las tramas.

Sensores Típicos:

Simples entradas, pulsadores, llaves selectoras, sensores inductivos, capacitivos, fotoelectrónicos, sensores de nivel, presostatos, flujostatos, termostatos encoders.

Actuadores Típicos:

Válvulas neumáticas (válvulas prendido - apagado), Válvulas hidráulicas, indicadoreslumínicos, audibles, válvulas binarias, etc.

Buses de alta velocidad y funcionalidad media

Se basan en el diseño de una capa de enlace para el envío eficiente de bloques dedatos de tamaño medio. Estos mensajes permiten que el dispositivo tenga mayor fun-cionalidad, de modo que permite incluir aspectos como la configuración, calibración oprogramación del dispositivo. Son buses capaces de controlar dispositivos de campocomplejos, de forma eficiente y a bajo costo. Normalmente incluyen la especificacióncompleta de la capa de aplicación, lo que significa que se dispone de funciones utili-zables desde programas basados en PCs para acceder, cambiar y controlar los diver-sos dispositivos que constituyen el sistema. Algunos incluyen funciones estándar paradistintos tipos de dispositivos (perfiles) que facilitan la interoperabilidad de dispositi-vos de distintos fabricantes. Algunos ejemplos son:

Sensor /Actuador Nivel orientado a bit

Nombre Organizaciónsoporte

Estándar

AS-Interface AS-InternationalAssociation

EN50295IEC62026

Seriplex Seriplex TechnicalOrganization

IEC62026

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Sensores Típicos:

Scanner Láser, lectores de código de barras, transmisores de presión, de temperatu-ra y de nivel, pruebas de nivel, dispositivos para determinar propiedades físicas y quí-micas, sistemas de posicionamiento lineal y absoluto, etc.

Actuadores Típicos:

Válvulas proporcionales hidráulicas y neumáticas, controladores.

Buses de alta velocidad y baja funcionalidad

Son capaces de soportar comunicaciones a nivel de todos los niveles de la producciónCIM. Aunque se basan en buses de alta velocidad, algunos presentan problemas debi-do a la sobrecarga necesaria para alcanzar las características funcionales y de seguri-dad que se les exigen. La capa de aplicación tiene un gran número de servicios a lacapa de usuario, habitualmente un subconjunto del estándar MMS (ManufacturingMessage Specification). Entre sus características incluyen:

• Redes multi-maestro con redundancia.• Comunicación maestro-esclavo según el esquema pregunta-respuesta.• Recuperación de datos desde el esclavo con un límite máximo de tiempo.• Capacidad de direccionamiento unicast, multicast y broadcast.• Petición de servicios a los esclavos basada en eventos.• Comunicación de variables y bloques de datos orientada a objetos.• Descarga y ejecución remota de programas.• Altos niveles de seguridad de la red, opcionalmente con procedimientos • de autentificación.• Conjunto completo de funciones de administración de la red.

Nivel de dispositivos:orientado a byte

Nombre Organizaciónsoporte

Estándar

CANOpen CIA EN50325

DeviceNet ODVA EN50325IEC62026

Device WorldFIP WorldFIP EN50254IEC61158

Inter Bus S Interbus Club EN50254IEC61158

Profibus DP Profibus Int'lAssociation

EN50254IEC61158

Sercos Sercos N.A. IEC61491

EIB EIBA EN50090

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Buses para áreas de seguridad intrínseca

Incluyen modificaciones en la capa física para cumplir con los requisitos específicosde seguridad intrínseca en ambientes con atmósferas explosivas. La seguridad intrínseca es un tipo de protección por la que el componente en cues-tión no tiene posibilidad de provocar una explosión en la atmósfera circundante. Un circuito eléctrico o una parte de un circuito tienen seguridad intrínseca, cuandoalguna chispa o efecto térmico en este circuito producidos en las condiciones deprueba establecidas por un estándar (dentro del cual figuran las condiciones de ope-ración normal y de fallo específicas) no puede ocasionar una ignición. Algunos ejem-plos son HART, Profibus PA o WorldFIP.

Topología - Estructura de la red

Se dijo que la capa física es la que determina la topología de la red. Se entiende portopología a la forma en que las distintas estaciones o componentes de un automatis-mo se conectan al medio físico. Las topologías de red existentes se pueden clasificaen dos grupos:

- Enlaces punto a punto.- Las redes de difusión.

Enlaces punto a punto

En los enlaces punto a punto dos estaciones utilizan un vínculo único y exclusivo. Esun método simple y de disponibilidad absoluta, ya que no hay otra estación que ocupeel medio físico. Su implementación es difícil en la medida que crece la cantidad deestaciones, porque la cantidad de líneas requeridas crece en forma drástica (figura). A partir de enlaces punto a punto es posible la implementación de otras topologías, enlas que cada estación juega un papel activo, repitiendo el mensaje de una estación aotra hasta que éste llega a su destinatario. Esta función también puede ser cumplida porelementos de conmutación, que tienen capacidad para reenviar los mensajes.

Nivel de Campo:Orientado a bloques

Nombre OrganizaciónSoporte

Estándar

ControlNet ControlNet Int'l EN50170IEC61158

FF Fieldbus Foundation

EN50170IEC61158

P-Net Int'l P-Net UserOrganisation

EN50170IEC61158

Profibus FMS Profibus Int'lAssociation

EN50170IEC61158

WorldFIP WorldFIP EN50170IEC61158

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La función de los elementos de conmutación está relacionada con el manejo de losmensajes en la red, pero es transparente al usuario. Dentro de las topologías imple-mentadas en base a enlaces punto a punto, podemos describir las siguientes:

Topología Estrella

Cada estación está conectada con un vínculo punto a punto a un elemento de con-mutación central. Éste establece las conexiones entre estaciones, el elemento deconmutación central tiene la inteligencia suficiente para definir el camino entre esta-ciones que desean comunicarse.

Topología Anillo

Cada estación se vincula a otras dos con un vínculo punto a punto. La información setransmite en forma unidireccional, de una estación a otra.

Topología Irregular

Existen varios elementos de conmutación. Algunos de éstos tienen más de una entra-da y una salida, con capacidad de redireccionar los mensajes por las distintas salidas,en función del estado de los enlaces punto a punto.

Redes de difusión

Como contrapartida, las redes de difusión se caracterizan por la existencia de unmedio físico compartido, la cual todas las estaciones acceden en forma directa. Lastopologías típicas de este tipo de red son las siguientes.

Bus: La red es un medio físico de estructura lineal al que se conectan todas lasestaciones.

Radio: El medio físico es básicamente una onda de radio, que puede ser escu-chada por todas las estaciones dentro de la misma frecuencia y a su alcance.

RECUERDE que...

Cuestiones importantes concernientes a la topología:

• ¿Cuál es el máximo número de usuarios para la red?

a) Físicos b) Lógicos

• ¿Cuál es la máxima distancia que puede ser cubierta por el bus de campo?

a) Entre maestro y esclavo b) Entre dos esclavos

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Modelos de comunicación

Introducción

Además de las diferentes técnicas de acceso y los sistemas de comunicación, resultaimportante conocer los dos modelos básicos en los que se enmarca cualquier sistemade comunicación. Estos modelos son “fuente/destino” y “productor-consumidor”.

Con el modelo fuente/destino un nodo emite un mensaje a cada nodo destino,debiendo repetir ese mensaje para cada uno de los nodos si es que desea que elmensaje llegue a varios nodos, pues la trama del mensaje enviado contiene una cabe-cera donde figura el nodo fuente y el nodo destino. De este modo, no es posible lallegada simultánea del mismo mensaje a todos los nodos, utilizando la red de comu-nicaciones durante un largo periodo de tiempo. Además, el tiempo de emisión a todoslos nodos cambia según el número de nodos a los que se desea hacer llegar el men-saje. Este modelo es empleado por protocolos como Ethernet, Profibus, Interbus-S,Seriplex y Modbus.

El modelo productor/consumidor emplea un sistema por el que todos los nodosreciben los mensajes que se transmiten, siendo la tarea de cada nodo decidir si esemensaje debe aceptarlo. De este modo, todos los nodos reciben el mensaje simul-táneamente y no es necesario repetirlo para cada uno de los nodos a los que estádirigido, con el consiguiente ahorro en el tiempo de utilización del bus. Así, el tiem-po de transmisión resulta constante independientemente del número de nodos alos que se desea hacer llegar el mensaje. En este caso, la trama del mensaje inclu-ye un identificador de mensaje; este identificador permite que los nodos recepto-res conozcan si deben aceptarlo o no. Este tipo de emisión es apropiado cuando serealizan mensajes en emisión de difusión completa (broadcast) o semidifusión(multicast). Actualmente, la mayoría de protocolos intentan emplear ambos tipos demensajes para así optimizar el funcionamiento de la red dependiendo del tipo demensajes a enviar o recibir. La siguiente figura muestra el formato de los mensajes para cada uno de los modelos.

Control de acceso al medio

El control de acceso al medio constituye la topología lógica de la red, y sirve para deter-minar que nodo puede emplear la red en un instante determinado para enviar o recibirseñales. Esta gestión se enmarca dentro de la segunda capa OSI. A menudo, se des-cribe este proceso como MAC (Medium Access Control) o control de acceso al bus.

En la topología estrella, el elemento central asegura una conexión directa entre dosnodos, que se conserva durante todo el mensaje. En los esquemas basados en ani-llos o buses existe una única vía de comunicación que debe ser compartida por todoslos nodos. Esto hace necesario el establecimiento de una disciplina de funcionamien-to con el objeto de asegurar a todos ellos la posibilidad de una transmisión exitosa.

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Fuente Destino Datos CRC

Identificador Datos CRC

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La situación ideal sería la de un sistema de control que resuelva rápidamente las inte-racciones o problemas en general que se pueden dar cuando varios nodos accedensimultáneamente al bus, y que sea poco sensible a los fallos de las estaciones, vién-dose poco afectado por ampliaciones o problemas en general que se pueden darcuando varios nodos acceden simultáneamente al bus. Si existen tramas de control dela red, el método de acceso debe ser capaz de asumir esta cantidad de tráfico añadi-da, siendo aconsejable que disponga de espera para organizar mejor el tráfico de lared. Existen dos tipos de técnicas principales:

• Técnicas de repartición. A cada usuario se le asigna una fracción de la unidad totala repartir. Pertenecen a este tipo las técnicas de multiplexación por división de fre-cuencia (MDF), multiplexación por división de tiempo (MDT). Son eficientes si losusuarios demandan servicios con regularidad.

• Técnicas de compartición. Se produce una asignación del medio en función de lademanda, son eficientes cuando el tráfico no es estable y la demanda se producea ráfagas, como ocurre en las LAN. Existe una variada cantidad de técnicas deacceso, una primera clasificación puede hacerse de acuerdo que el canal esté libreo no del colisiones, es decir mensajes simultáneos. Cuando no existe posibilidad decolisiones, se dirá que el acceso es controlado, caso contrario será contencioso. Lastécnicas empleadas son: colisión (ó contienda), reserva y selección.

- Colisión o Contienda: Si el usuario (nodo) necesita el canal de comunicaciónintenta tomarlo, produciéndose una contienda con los usuarios que tengan el mismopropósito. Se producirán colisiones y se debe incorporar algún algoritmo para resol-ver estas situaciones.

- Reserva: El usuario conoce con adelanto cuando va a poder utilizar el medio. No seproducirán colisiones en la transferencia de información, pero podrán existir en elproceso de reserva.

- Selección: El usuario es avisado cuando llega su turno y toma el control del mediopara transmitir. Los usuarios son seleccionados por algún tipo de turno y descono-cen cuando van a serlo nuevamente.

Compartición del medio por contienda

Por lo que respecta a las técnicas de contienda, existen dos tipos principales, las técni-cas de transmisión sorda (ALOHA) y las técnicas de transmisión con escucha (CSMA).La primera fue desarrollada por la Universidad de Hawai, se envía un mensaje al canalcuando se necesita, si hay colisión se produce una retransmisión del mensaje; existenvariantes como el método ALOHA rasurado.En cuanto a las técnicas con escucha (CSMA, Carrier Sense Multiple Access) permitenacceso múltiple con detección de portadora. Antes de transmitir, el usuario averigua siel canal está libre, lo que evita son colisiones con antelación aunque se pueden produ-cir colisiones al transmitir. También existen diferentes variantes como CSMA no persis-tente, CSMA persistente, CSMA con retardo prioritario, etc.La detección y resolución de colisiones resulta muy importante en los sistemas de acce-so múltiple al bus, dado que esto es lo que permite que se produzca cierto orden en elvertido de señales al bus. Cuando se produce una colisión, se pone en marcha un sis-tema de resolución de colisiones para asignar el control a un nodo, y éste debe volvera retransmitir la información deteriorada. Para intentar que la retransmisión no sufra otracolisión se utiliza un algoritmo para determinar el momento idóneo para enviar el paque-te. Son dos los métodos habitualmente empleados para la detección de colisiones:

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MODELOS DE COMUNICACIÓN2

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- Detección de interferencias en el canal. Se detecta por técnicas de comparaciónde la señal emitida con la que está circulando por el canal mediante técnicas deanálisis de la señal en la línea. A este tipo pertenece el método CSMA/CD (CarrierSense Multiple Access/Collision Detection) utilizado por Ethernet y contemplado enel estándar IEEE 802.3 para transmisión a 10Mbps. Se detiene la transmisión tanpronto como se detecta la colisión. Otro método en el CSMA/CA (Carrier SenseMultiple Access/Collision avoidance), donde antes de transmitir se escucha el canalpara ver si está ocupado, así la posibilidad de colisión se reduce, aunque no se evitacompletamente dado que existe la posibilidad de que dos nodos inicien su emisiónsimultáneamente una vez detectado el canal libre.

- No recepción de un mensaje de conformidad. Se detectan errores de transmi-sión en general. Como inconveniente se tiene la lentitud, ya que el paquete se trans-mite completo. Existen diversos métodos de resolución de colisiones, la siguientefigura muestra los principales tipos.

Algoritmos no adaptativos: El retardo para la retransmisión no depende de la activi-dad anterior del canal o del número de colisiones. El retardo se obtiene mediante unadistribución uniforme. Se utiliza en las redes ALOHA pura y ALOHA rasurado.

Algoritmos adaptativos: El retardo depende de la actividad anterior del canal. Lafunción de distribución del retardo varía dinámicamente según unas condicioneslocales o globales.

Técnicas de retardo prioritario: Detectada una colisión se retarda la retransmisiónen un intervalo distinto para cada usuario (nodo). Se establece una prioridad que puedeser fija o “round robin”.

Reserva tras la colisión: Cuando se produce una colisión los usuarios establecenentre sí un sistema de reservas para retransmitir sin conflictos. El sistema de contien-da se convierte en un sistema de acceso al medio por reserva, este sistema de reser-vas puede ser gestionado de un modo centralizado o distribuido.

Compartición del medio por reserva

El usuario conoce con adelanto cuando va a poder utilizar el medio dado que existenmétodos de ordenación para la asignación del canal. La figura subsiguiente muestra lasubdivisión en la que se clasifican estas técnicas.

2 . 1 . 2 . 1

2 . 1 . 2 . 2

2 . 1 . 3

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Control centralizado de reservas

Existe un controlador que gestiona (recibe y concede) las demandas de reserva delcanal. Se puede disponer de dos canales distintos, uno para efectuar las reservas y otropara transmitir los datos. El método SRMA (Split channel Reservation Multiple Access) multiplexa los dos cana-les en frecuencia, pero se puede producir colisión en el canal de las reservas. El método GSMA (Global Scheduling Multiple Access) multiplexa en el tiempo el canal,asignando durante un tiempo el canal para transmisión de datos, a su vez, multiplexa elcanal de reservas entre todas las estaciones, evitando colisiones. Se puede reservar elcanal durante un determinado tiempo (reserva de conexión) o para cada mensaje atransmitir (reserva de mensaje).

Control distribuido de reservas

Se trata de un control de acceso distribuido, si todos los nodos intervienen en la deci-sión de qué nodo y en qué instante se va a disponer de acceso al bus. En la detección por colisión, cada nodo supervisa la red continuamente, esperandoque quede libre para poder transmitir, pero en el momento que queda libre segura-mente más de un nodo comenzará a transmitir, produciendo una colisión y generan-do una distorsión de las señales emitidas, con lo que el nodo emisor debe saber queha habido esta colisión y, por tanto, debe esperar poder transmitir de nuevo cuandola red quede desocupada.Todas las estaciones reciben las solicitudes de reserva formuladas por las demás.Aplican un algoritmo que determina a quién y por cuanto tiempo se le concede el medio.El resultado debe ser función de las demandas aceptadas y pendientes de resolución.

- Técnicas implícitas: No existe un procedimiento de solicitud y resolución de reser-va previa a la transmisión. La estación que pretende utilizar el canal intenta tomar-lo. Si lo consigue, el resto de estaciones entiende que lo tiene reservado hasta quese señalice lo contrario. Se pueden producir colisiones.

- Técnicas explícitas: Existe un procedimiento previo de establecimiento de reser-vas. Hasta que no se resuelve una demanda, la estación no inicia la transmisión. Losprocedimientos para realizar una reserva explícita son:

• Piggyback: la reserva se realiza para un mensaje de información completo.• Subtrama: se destina una subtrama para la reserva de un paquete. Entre 2 subtra-

mas sucesivas una estación sólo transmite un paquete.

Compartición del medio por selección

Estas técnicas también pueden ser centralizadas o distribuidas, no se producen coli-siones dado que no se accede al medio hasta que el canal es asignado al nodo, ase-gurando que un único nodo accede en cada momento al bus. Existen diversas técni-cas, la figura siguiente muestra las variantes principales empleadas habitualmente.

23MODELOS DE COMUNICACIÓN2

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2 . 1 . 3 . 1

2 . 1 . 3 . 1 . 1

2 . 1 . 3 . 1 . 2

Técnicas de compartición del bus mediante selección

Daisy Chain

Es la misma que se utiliza en los buses internos de los ordenadores. Necesita un canalextra (hilo) que recorra en anillo las estaciones, siendo un bus el canal que utilizan paraenviar los datos. A través de este hilo extra se envían pulsos, cuando una estación esseleccionada mediante un pulso, toma el control del medio para enviar sus mensajes,devolviendo el pulso a la siguiente estación física en el anillo al finalizar su transmisión.Si al recibir el pulso no tiene nada que transmitir, lo pasa a la siguiente estación. El usua-rio toma el control del canal, avisando cuando finaliza su utilización.

Sondeo (Polling)

Uno de los métodos más comunes es el conocido como sondeo (polling). En un sistema centralizado, un nodo es el encargado de gestionar todo el tráfico enla red, resolviendo posibles colisiones y asignando el control a nodos de la mismaprioridad. Como principal desventaja que posee, se tiene que si falla el control central,la red no funciona. Con este sistema, el nodo central envía una trama especialmediante la que se pregunta al resto de nodos si necesitan acceder al bus, en casoafirmativo, se asigna un orden de acceso donde cada nodo dispone de un tiempodeterminado en el que posee el control del bus. Se trata de un método equitativo,pues cada nodo dispone del mismo tiempo que el resto; el problema principal radicaen la gestión de señales de tiempo crítico, ya que necesitan ser atendidas de formainmediata, cosa que este método no suele contemplar, porque el nodo debe esperara que llegue su turno para poder enviar datos. En sistemas industriales del tipo maestro-esclavo a nivel de máquina es habitual estetipo de control, los nodos esclavos envían datos a otros nodos a través del nodo maes-tro, siendo equivalente a un enlace punto a punto entre el nodo maestro, y cada uno delos nodos esclavos, pero estando activo un único enlace en cada instante. En un siste-ma distribuido, se produce un turno rotativo por el que cada nodo toma el control del busdurante un periodo de tiempo establecido.

- Sondeo por lista: Control centralizado. El controlador dispone de una lista de lasdirecciones de las estaciones. Se seleccionan las estaciones por orden de lista. Si sedesea que un nodo posea mayor prioridad, éste se incluye varias veces en la lista.

- Hub-Polling: Control centralizado. El controlador inicia el proceso de sondeo. Cadaestación selecciona la siguiente cuando acaba su transmisión. La última avisa al con-trolador, que reinicia el proceso.

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- Paso de Testigo: Se utiliza una palabra clave o trama especial (testigo o token) paraestablecer los turnos de acceso al canal. El testigo consiste en una trama uniformepara todos los nodos, que dispone de varios campos predeterminados como por ejem-plo: campo de testigo libre u ocupado, campo dirección destino del testigo, direcciónorigen del testigo, aceptación de trama y prioridad. Cuando un nodo posee la propie-dad del testigo, éste puede acceder a la red para transmitir mensajes (o paquetes).Esta metodología es aplicable tanto a topologías en bus como en anillo, y admiten con-trol centralizado o distribuido, aunque generalmente es distribuido.

- Testigo en anillo (Token ring): Se utiliza en topologías en anillo y está definido porel estándar IEEE 802.5. El testigo circula cuando ninguna estación transmite: es recibido y retransmitido porcada estación. Si una estación tiene que transmitir, espera a recibir el testigo, y unavez recibido, modifica el campo de testigo libre, introduce el mensaje, la dirección dedestino y la secuencia de reconocimiento y validación; entonces, retransmite elmensaje. Dado que el testigo pasa por todos los nodos, cuando llega al nodo destino, éstereconoce su dirección y recoge el mensaje cambiando el campo de reconocimien-to y validación, retransmitiéndolo de nuevo, así cuando llegue al nodo que inicial-mente le envió el mensaje, éste reconoce que el mensaje ha llegado correctamen-te a su destino. Si no ha expirado el tiempo de posesión del testigo, el nodo trans-misor puede enviar más mensajes, y si ha completado su envío, libera el testigo paraque éste sea tomado por otro nodo. A pesar de que existe un tiempo límite de pose-sión, no se garantiza un tiempo máximo en el que un nodo puede tomar el testigopara enviar datos, ya que depende del número de nodos que deseen tomar el con-trol. La topología impone el orden de paso. No hay prioridades.

- Testigo en bus (Token bus): Su funcionamiento está contemplado en el estándarIEEE 802.4. Hay un anillo lógico, de modo que cada nodo conoce la dirección delnodo anterior y posterior (no necesariamente colocados físicamente de ese modo) enel paso del testigo, este hecho se realiza al configurar la red, de este modo, se inde-pendizan la topología física y lógica, conociendo con antelación quién será el siguien-te propietario del testigo. Cuando un nodo recibe el testigo, si éste está ocupado y ladirección de destino no es la suya, lo retransmite a la siguiente estación. Si el testigoque llega posee la dirección propia del nodo y el campo de aceptación ha sido valida-do, significa que ya se puede liberar el testigo pues el destino ha recibido correcta-mente los datos. Si al llegar a la estación el testigo está libre, el nodo puede intro-ducir datos que desee enviar y retransmitir el testigo a la siguiente estación prefija-da, aunque ésta no sea la destinataria (en este caso, se limitaría a retransmitir).Existe un tiempo límite de posesión del testigo para cada nodo, prefijado en uncampo del testigo (puede haber prioridades modificando el tiempo para cada nodo),por lo que se asegura que la posesión del testigo llegará a un nodo en un tiempomáximo predeterminado, este hecho es muy importante para los sistemas de tiem-po crítico, por ello, es empleado en numerosos sistemas de transmisión para redesindustriales de automatización.

25MODELOS DE COMUNICACIÓN2

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2 . 2

2 . 2 . 1

Reconocimiento de errores

Durante la transmisión de datos es frecuente que aparezcan ruidos en la línea detransmisión, que deforman la señal transmitida. Estos ruidos se pueden originar porinterferencia eléctrica, ruido térmico (generado por el movimiento de electrones enel cobre), etc. Un ruido que tenga una duración de 10mseg se escuchará al oídohumano como un pequeño clic, pero a 9600 bps implica la desaparición de 96 bits.La capacidad del medio físico de permitir la transmisión de bits sin que algún fenó-meno físico (principalmente eléctrico) pueda provocar alteraciones en el mensaje seconoce como inmunidad al ruido.Por ejemplo, es posible que un byte transmitido como 10101010 llegue al receptorcomo 10101000. En este caso podemos decir que ambos bytes difieren en un bit.La cantidad de bits en que difieren el mensaje transmitido y el recibido se calculaefectuando un OR exclusivo entre ambos y sumando la cantidad de unos del resulta-do. Este número se conoce como distancia de Hamming.

Existen distintos métodos para la detección y corrección de errores. La capacidad deun método para detectar y corregir errores en un mensaje se cuantifica por medio desu distancia de Hamming. Se puede demostrar que, si se desea detectar “d” errores,se requiere de un método de detección de errores que tenga una distancia deHamming de d+1. En cambio, si se desean corregir d errores, el método deberá teneruna distancia de Hamming de 2d+1.Presentamos tres métodos de detección y corrección de errores el bit de paridad, quees un chequeo a nivel de carácter, y los métodos de bit de paridad longitudinal y trans-versal, y de código de Redundancia cíclico, utilizados a nivel de trama.

Bit de paridad

El bit de paridad es un sencillo método de detección de errores a nivel de caracteres.Cada carácter consta de un bit de comienzo, 5 a 8 bits de datos, un bit de paridad yuno o dos bits de finalización. El bit de paridad sirve como chequeo del carácter trans-mitido. Su valor es adjudicado por el emisor de forma tal que la cantidad de unos enel carácter más el bit de paridad sea par (paridad par) o impar (paridad impar).El receptor recibe el carácter, calcula su bit de paridad, y compara el bit de paridad

transmitido con el calculado, verificando así la corrección del carácter recibido.En aquellos casos en que no se utiliza este método, el carácter se transmite precedidode un bit de comienzo y seguido de uno o dos bits de final, omitiendo el bit de paridad.El método del bit de paridad está caracterizado por una distancia de Hamming de 2,permitiendo la detección de un error en el carácter. Éste método no permito la correc-ción de errores.

2 . 2 . 2

2 . 2 . 3

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<

Bit de paridad transversal y longitudinal

Este método es una derivación del método anterior, en la que los bits se agrupan enun bloque. Este boque tiene n bits de ancho y k bits de alto. Se calcula el bit de pari-dad de las distintas columnas y de las filas, añadiéndose al bloque la fila y columnaresultantes. Luego el bloque completo es trasmitido.El receptor podrá identificar errores a partir del bloque recibido. Se puede demostrarque este método tiene una distancia de Hamming de 3, permitiendo el reconocimien-to de hasta 3 errores o la corrección de 1.

Código de redundancia cíclica (CRC)

Este método es de amplia difusión, utilizándose en numerosos protocolos. A partir deun algoritmo que utiliza un polinomio generador, y de o los bits que forman la trama,se calcula un número llamado Chequeo Cíclico Redundante. (CRC). El CRC es aña-dido al final de la trama, y transmitido con ésta.La estación receptora calculará el CRC utilizando el mismo polinomio generador, y losbits recibidos. Luego comparará el CRC recibido con la trama y el calculado. La pre-sencia de errores en la transmisión se reconoce por desigualdad entre ambos CRC. Aunque el cálculo de un CRC puede parecer complicado, existen métodos que per-miten una implementación sencilla, que funcione con gran velocidad.

27

3

3 . 1

3 . 2

3 . 3

Medios físicos de transmisión

Introducción

El medio de transmisión es el vínculo físico que une a las estaciones, a través del cualse transmiten los bits. A continuación veremos algunos de los medios físicos:

Par trenzado

Se trata de un par de conductores, típicamente de 1mm2 de sección, enlazados enforma helicoidal. El par de conductores se puede tener o no una malla protectora deinterferencia, generalmente construida con una película de aluminio. En caso de queno tenga malla, se conoce como UTP (unshielded Twisted Pair, par trenzado sinmalla); en caso contrario se utiliza la denominación, STP (Shilded Twisted Pair, partrenzado mayado). Las velocidades de transmisión oscilan de unos pocos Kbaudios a100 Mbaudios, en distancias desde algunos metros a un par de kilómetros. Es de bajocosto, pero de poca inmunidad al ruido.

Cable Coaxial

Consiste en dos conductores concéntricos, aislados por un dieléctrico. Hay dos for-mas de enviar una señal digital en un coaxial:

Banda Base: la señal es enviada por el cable coaxial como nivel de tensión, a velo-cidades de 10 Mbaudios, y distancias de 500 mts.

Banda Ancha: la señal digital se modula en frecuencia, utilizándose frecuencias defi-nidas para la representación de la señal lógica. La velocidad de transmisión puede lle-gar a 150 Mbps, pero las implementaciones más usuales sólo alcanzan algunosMbps, debido al alto costo de las interfases requeridas en las computadoras y otrosdispositivos asociados. El alcance es de algunos kilómetros. Este tipo de cable sueleser robusto ante interferencias.

Fibra óptica

Consiste en una fibra flexible de vidrio o plástico que transporta luz proveniente de undiodo foto emisor diodo láser de inyección. La presencia de luz puede indicar un bitde mayor inmunidad al ruido y relativo alto costo, con velocidades de transmisión dehasta 100 Mbps.Es el medio idóneo si se necesitan altas velocidades de transmisión, gran ancho debanda o cubrir largas distancias, pues la luz es más inmune a las interferencias elec-tromagnéticas y posee tiempos de transición menores. Existen tres tipos básicos defibra óptica, fibra monomodo, multimodo de índice gradual, y multimodo de índice dis-creto o escalonado, con diferentes grados de atenuación, velocidades de transmisión,y ancho de banda. Debido a la complejidad de la instalación y sus dispositivos asocia-dos, resulta una opción muy cara, por lo que sólo se instala en lugares donde no seaposible otra alternativa.

3 . 4

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Comunicación por radio o satélite

En este caso, el medio físico es básicamente una onda de radio, que puede ser escu-chada por todas las estaciones dentro de la misma frecuencia y a su alcance.En emplazamientos donde resulta complicado trazar un tendido de cable, es conve-niente utilizar un enlace inalámbrico. Actualmente, este tipo de enlaces está teniendoun gran auge debido a la aparición de sistemas de enlace como Wi-fi (IEEE 802.11b)y Bluetooth, que resuelven las comunicaciones entre dispositivos en distancias cer-canas, pero donde se centran gran parte de las necesidades de los usuarios (porejemplo, en una nave industrial). Sin embargo, los enlaces mediante medios no guia-dos ya se vienen realizando con anterioridad mediante ondas de radio para distanciascercanas, y mediante enlaces de microondas, usados generalmente en enlaces punto a punto que deben cubrir largas distancias (se usan para comunicacionesterrestres y vía satélite).

29

Actuador Sensor Interfase

Introducción

Este capítulo esta diseñado para explicar posibles aplicaciones y cualidades especia-les de la tecnología AS-Interface. En las páginas que siguen se informa sobre la relación del modelo de referenciaISO/OSI con la red AS-i:Como todo sistema de comunicación, AS-I puede ser discutido según el modelo dereferencia ISO/OSI.Como otros buses de campo solo se implementa la capa 1, 2 y 7.Pero el bus AS-I no está especificado según ese modelo de referencia.

Capa Física

Los elementos de la capa física de una red AS-i son los siguientes:• Cable y red AS-Interface.• Fuente de alimentación y desacoplamiento AS-Interface.• Proceso de modulación.• Repetidores y otros elementos de la red AS-Interface.

4

4 . 1

Capa ISO/OSI Función Implementación con AS-i

Capa 7: Aplicación Provee servicios de redpara usuarios.

Mensajes, ciclos, perfiles y direcciona-miento automático.

Capa 6: Presentación Convierte el formato delos datos de la red a lacapa de aplicación.

Capa 5: Sesión Abre y cierra la conexión.

Capa 4: Transporte Procesamiento transparente de datos de la red de transición.

Capa 3: Red Procesamiento de dirección y de datos.

Capa 2: Enlace de datos Estructura de datos,marco de datos, datos de salvaguarda y proce-dimientos de error.

Telegrama de datos, Bit de marcha, bit deparada, protección y pro-cesamiento de errores.

Capa 1: Física Conexión mecánica yeléctrica para la transfe-rencia de información

Cable, Fuente de alimen-tación, Desacoplamientode datos, APM Fuentede energía.

4 . 1 . 1

MICRO30

<

Cable AS-Interface cable

Datos característicos:

• R’ < 90 m_/m• L’ 400...1300 nH/m• C’ < 80 pF/m• G’ < 5 µS/m• Impedancia de onda |Z| entre 70 y 140

¿Qué propiedades de un cable son importantes para ser usadas en una red AS-i?

• Baja resistencia en Corriente continua. • Impedancia de onda de 50 • Impedancia de onda entre 70 y 140• Blindado.• La selección del cable tiene una influencia importante en las propiedades • de la transmisión.• No debe cargar la red mas allá de los límites permitidos.• No debe distorsionar la transferencia de datos.• Las impedancias deben ser seleccionadas para permitir 1 maestro y al menos • 62 esclavos. • Definición de una gama de frecuencia limitada a partir de 50 kilociclos a 300 • kilociclos para una red con la longitud total de el 100m (si la longitud total es más•grande, repetidores u otros componentes debe ser utilizado extender la red).

31ACTUADOR SENSOR INTERFASE4

< <

4 . 1 . 2 Fuente de alimentación AS-Interface

AS-Interface: Los datos y la alimentación son transmitidos usando el mismo cable.

Las cuatro tareas de la fuente de alimentación AS-i:

• Proveer 24 Vcc para la red • Operación segura.• Balanceamiento de la red.• Desacoplamiento de datos

Fuente con energía

MICRO32

<

La fuente de alimentación está especificada para una tensión de 30Vcc, para garan-tizar la alimentación de 24 Vcc aun en el final de la red. Esta especificación permiteuna caída de tensión de 3 Vcc a lo largo del cable de red y 3 Vcc adicionales en losesclavos donde la alimentación y la señal están separadas. La potencia de alimenta-ción en la red AS-I puede ser generalmente elegida con libertad. 8A representa ellímite práctico debido a la sección transversal del cable. Asegurar la separación.

El sistema AS-I es designado como un sistema de baja tensión con separación segu-ra (PELV, “Protective Extra Low Voltage” according to IEC 60364-4-41). Por lo tanto,una fuente de alimentación que funciona en un voltaje primario de la CA115V o 230Vdebe ofrecer la separación segura entre el voltaje primario y secundario según están-dares relevantes del IEC. La operación protectora PELV permite la omisión del conductor del PE.

Balanceado


< <

4 . 1 . 3

AS-I es usado como un sistema flotante y simétrico. Para obtener una buena inmuni-dad contra ruidos simétricos es necesario tener una red simétrica. Esto puede seralcanzado usando un circuito como el mostrado a la izquierda. El protector del conec-tor debe ser puesto a tierra en alguna parte conveniente de la máquina o instalación.Para la red AS-i solo este punto puede ser conectado a la tierra de la máquina. Porla simetría no es necesario blindar o trenzar el cable.

Aislamiento de datos

El asilamiento de datos en la red AS-I está integrado usualmente en la fuente de ali-mentación. Consiste en dos inductores de 50µH en paralelo cada uno con una resis-tencia de 39 . Este desarrollo previene un cortocircuito del cable por la transferenciade datos. Por otro lado cambia el pulso de potencia creados por la transmisión AS-i enpulsos de tensión que pueden ser detectados por el receptor.

¿Cuál de las siguientes frases es correcta? La red AS-I...

• Cada esclavo debe ser puesto a tierra. • Puede ser puesta a tierra solo en la fuente de alimentación. • Tiene un diseño simétrico con respecto a la tierra. • Tiene un diseño asimétrico con respecto a tierra.

Proceso de modulación de una red AS-Interface

Para la transferencia de datos AS-I usa el método de modulación alternada de pulso.

4 . 1 . 3 . 1

4 . 1 . 3 . 2

4 . 1 . 3 . 3

4 . 1 . 3 . 4

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(1) Secuencia de bit. (2) Codificación Manchester. (3) Corriente transmitida.(4) Voltaje detectado por el receptor.(5) Secuencia de bits.

Características de MAP

• La modulación tiene lugar en banda base.• No es necesario portadora.• El proceso de modulación no contiene DC.• Es posible sumar a la señal modulada la alimentación de tensión.• La señal solo ocupa una delgada franja de frecuencia.• Buenos atributos del cable para la transferencia.• La señal emitida es baja. • Se puede conseguir fácilmente los límites estándar permitidos de radiación. • El transmisor y receptor de APM es fácilmente integrable en un IC

Principio de operación del método APM

Características Distinguidas:

• La forma de pulso de la corriente de la transmisión corresponde al integral de un pulso sin2.• Las emisiones del cable AS-i siguen siendo inferiores a los límites permitidos sin la necesidad de blindar el cable.• Índice de transferencia grueso de 167kbit/s.

Límites permitidos del método de APM


< <

• El árbol de red y el cable finalizan solo en el lado de la fuente de alimentación. • La amplitud de la transmisión de datos de la red AS-I varía entre grandes límites relativos. • Las características de los cables se dispersan dentro de grandes márgenes. • Puede ocurrir pulsos distorcivos o de sobretensión. Las especificaciones de la red AS-i definen los límites mostrados en el diagrama. Se permite que la amplitud de un telegrama completo varíe entre 30Vss y s

Límites permitidos de la modulación de Amplitud de Pulso

En un telegrama simple:Se permite una variación de amplitud = 35% de la Umax.Valores permitidos de sobretensión= máx. 30% de la amplitud Umax.Variación permitida en los flancos de pulsos. = (n + 3 µs) + 1/-0,5 µs (medida comenzada en el primer flanco negativo)

4 . 1 . 3 . 5

4 . 2

4 . 2 . 1

4 . 2 . 2

MICRO36

<

Capa de enlace de datos. Data link layer

Método de acceso del bus

El método de acceso = Maestro Esclavo con encuestado cíclico.

Diferencia entre la llamada del maestro y la respuesta del esclavo:

- El maestro envía un telegrama a cada dirección de esclavo. - El esclavo direccionado responde dentro de un tiempo determinado (reconocimientodel mensaje)Se considera que los mensajes son enviados satisfactoriamente si el reconocimien-to del mensaje es correcto.

Estructura de los mensajes

Mensaje AS-I = llamada del maestro + pausa + respuesta del esclavo + pausa

Excepción: Cuando el maestro envía un mensaje de tipo broadcast los esclavos noresponden. Todos los otros mensajes tienen que ser respondidos por el esclavo.

Progreso: AS-Interface

AS-I = llamada del maestro + pausa + respuesta del esclavo + pausa

Estructura de un mensaje4 . 2 . 3

La duración total de un mensaje 152µs +2/-µs 1. Durante 1 segundo puede ser transmitido más de 6500 mensajes.

Estructura de una llamada del maestro hacia el esclavo

Bit de comienzo (ST) Marca el comienzo de la llamada del maestro:=0: bit de comienzo válido=1: no permitido

Dirección (A0…A4) Dirección del esclavo. (5 bit)

Información(I0...I4)

Dependiendo del tipo de llamada, los 5 bit de información contiene la información del esclavo AS-i. Mas detalles pueden ser obtenidos en el mensaje específico.

Bit de Paridad (PB) Bit de paridad: la suma de todos los “1” en el llamado del maestro debe ser par.

Bit de final Marca el final de la llamada del maestro:=0: no permitido=1: permitido


< <

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Estructura de la repuesta del esclavo

Bit de comienzo (ST) Marca de comienzo de la respuesta del esclavo:=0: bit de comienzo válido =1: no permitido

Información (I0...I3) 4 bits de información

Bit de paridad (PB) Bit de paridad: la suma de todos los bits de la respuesta del esclavo debe ser par.

Bit de final (EB) Marca el final de la llamada del maestro:= 0: no permitido =1: bit de fin permitido

La llamada del maestro a un esclavo típico tiene 4 bit de datos, la repuesta del esclavo también tiene 4 bits de datos.Tasa de transferencia es de 53 kBit/s o la eficiencia de transmisión es del 32%( con una transferencia de 167Kbits/s).

Estructura de la respuesta del esclavo

Bit de comienzo (ST) Marca de comienzo de la repuesta del esclavo:=0: Bit de comienzo válido=1: Bit no permitido

Información (10…13) 4 bits de información.

Bit de paridad (PB) Bit de paridad, la suma de todos los “1” de la respuesta del esclavo debe ser par.

Bit de fin (EB) Marca el final de la llamada del maestro:=0: no permitido=1: permitido

Especificación 2.1 (1998) 62 módulos esclavos pueden ser conectados a una red AS-I 62 (previamente 31)Definición de un modo de direccionamiento extendido para esclavos con un código ID “AHEX” ( ver tabla)La respuesta del esclavo es la misma.

Modo de direccionamiento extendido:

• Transferencia de 3 bits de datos desde el maestro al esclavo en un telegrama. • Como antes 4 bits de datos son transferidos como repuesta desde el esclavo al maestro.• Posibilidad de comunicarse con dos esclavos con la misma dirección usando el bit de selección (esclavo “A” y esclavo “B”). • Compatibilidad con redes existentes.


< <

4 . 2 . 4

4 . 3

Seguridad de datos

Al usar un cable no blindado la seguridad de los datos es particularmente importante.

Capa de Aplicación

Propiedades de la Capa de aplicación:

• Mensajes AS-i.• Rutinas de función en los módulos esclavos. • Rutinas de función en los módulos maestros.• Perfil del dispositivo • Además las Gateway son una parte de la capa de aplicación.

Clasificación:

• Transacción Simple:transmisión de un máximo de 4 bit de información por el maestro hacia el esclavo (infor-mación de salida) y desde el esclavo hacia el maestro (información de entrada).

• Transacciones combinadas:transmisión con más de 4 bits de información coherente, integrada por una serie de llama-das y de contestaciones del esclavo en un contexto definido.

El chequeo de error de la capa física y de enlace es muy efectivo y corresponden a una distancia de Hamming de la menos 4.

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AS-i Schneider

Recordatorio

El bus AS-Interface (la abreviatura del término inglés Actuator-Sensor-Interface) esun bus de campo (nivel 0) que se emplea para realizar interconexiones de sensores/accionadores. Permite ejecutar información de tipo «binario» o analógico entre unequipo «master» de bus y equipos «slave» de tipo sensores/accionadores.El bus AS-Interface está formado por tres elementos básicos principales:

• Una fuente de alimentación específica que suministra una tensión de 30 VDC.• Un master de bus.• Uno o varios equipos slaves (sensores, accionadores y otros).

Estos componentes se interconectan mediante un cable de doble conductor destina-do a la transmisión de datos y de la alimentación.

Tipos principales de sensores/accionadotes

5

5 . 1

Tipo de sensor Descripción

Sensores/accionadores de comunicación (compatibles con AS-Interface)

Disponen de la función AS-Interface integrada, por lo que pueden conectarsedirectamente al bus AS-Interface a través de una caja de conexión pasiva o una conexión en T.

Sensores/accionadores tradicionales (no compatibles con AS-Interface).

Se conectan al bus a través de una interfase AS-Interface (caja de conexiónactiva). Estas interfaces conectan los sensores y accionadores tradicionales al bus AS-Interface y los dotan de capaci-dad de diálogo en el bus.

Producto tradicional Producto de comunicacionesProducto de comunicaciones

41AS-I SCHNEIDER5

< <5 . 1 . 1

5 . 2

434 E/S como máximo248 entradas186 salidas

62 slaves como máximo(un máximo de 31 estándar o 62 ampliados)

Componente Ilustración

Master del bus AS-InterfaceSi se conecta a un controlador modular o a un compacto de las series TWDLCoA24DRF o TWDLCAo40DRF, puede gestionar todos los intercambios de datos en la red AS-Interface.También permite controlar el estado de los slaves.

Module TWDNOI10M3.

Descripción general de los productos AS-Interface del catálogo Schneider

Presentación de los principales elementos del bus AS-Interface

En la tabla siguiente se enumeran los principales elementos de un bus AS-Interface:

MICRO42

<

Fuente de alimentación AS-InterfaceFuentes de alimentación de AS-Interface, específicas para 30 VDC,destinadas a proporcionar alimentacióna los componentes conectados al busAS-Interface. La distribución de estafuente de alimentación emplea elmismo medio que el utilizado para elintercambio de datos.

Cable:- Transmite los datos y transporta laenergía. Puede estar formado por: Un cable estándar AS-Interface amari-llo plano de doble hilo, no blindado y con acoplamiento.- O bien, un cable redondo estándarde doble hilo, blindado o sin blindar.

Slaves:Existen diferentes tipos de slaves que pueden conectarse al bus AS-Interface, incluidos los sensores,accionadores, las cajas de conexión,así como los slaves analógicos. Los slaves están disponibles comoslaves de direccionamiento estándar o slaves de direccionamiento ampliado (A/B).

Cable plano con acoplamiento.

Cable redondo.

Accionador Caja de conexión.Sensor

5 . 3

5 . 3 . 1

Características principales del bus AS-Interface V2

Descripción general

AS-Interface es un sistema que garantiza la gestión de intercambios por un solo mas-ter que activa de forma sucesiva, mediante comprobación del bus, cada slave y espe-ra su respuesta. El master gestiona las entradas/salidas, los parámetros y los códigosde identificación de cada slave, así como su direccionamiento.Esta es la trama de comunicación serie para los slaves de direccionamiento estándarAS-Interface V2:

- 4 bits de datos (de D0 a D3), que corresponden a la imagen de las entradas o lassalidas según la naturaleza de la interfase.- 4 bits de ajuste (de P0 a P3), que permiten definir los modos de funcionamientode la interfase.- Esta es la trama de comunicación serie para los slaves de direccionamiento ampliado:- 4 bits de datos (de D0 a D3), que corresponden a la imagen de las entradas o lassalidas según la naturaleza de la interfase.- 3 bits de ajuste (de P0 a P2), que permiten definir los modos de funcionamientode la interfase.

Power supply (30 VDC)

43AS-I SCHNEIDER5

< <

Todos los equipos slaves conectados al bus AS-Interface se identifican por medio de,al menos, un «Código E/S» y un «Código ID», que completa la identificación funcio-nal del slave.Algunos slaves poseen un código ID2 que determina las funciones internas del slave:ejemplo de slaves analógicos en los que el código ID2 indica el número de canalesanalógicos del slave.En la solicitud del master AS-Interface, las salidas se posicionan y las entradas de losequipos AS-Interface envían la respuesta del slave.

Tabla de características principales

Características Descripción

Direccionamiento de los slaves

Cada slave conectado al bus AS-Interface debe poseer una dirección comprendida entre 1 y 31 con «el banco» /A o con «el banco» /B para el direccionamiento ampliado. Los slaves suministrados de fábrica poseen la dirección 0 (la dirección del slave queda memorizada de forma no volátil). La programación de la dirección se efectúa con ayuda de un terminal específico de direccionamiento.

Identificación de los slaves

Todos los equipos slaves conectados al bus AS-Interface se identifican por:- Un código ID de identificación (codificación de 4 bits) que define el tipo

de slave (sensor, slave ampliado...). Por ejemplo, el código ID de un slaveampliado es 0xA.

- Un código E/S (codificación de 4 bits) que indica la repartición deentradas/salidas. Por ejemplo, el código E/S de un slave de 4 entradas es 0, de 4 salidas es 8, de 2 E/2 S es 4, etc.

- Un código ID2 (codificación de 4 bits) que determina las funcionalidades internas del slave.

- Un código ID1 (codificación de 4 bits) que representa una identificación adicional del slave.

Esta identificación permite al master AS-Interface reconocer la configuraciónpresente en el bus. La asociación AS-Interface ha desarrollado estos perfilesdiferentes. Se utilizan para distinguir entre las salidas, entradas y módulos mixtos, familiasde dispositivos «inteligentes», etc.

Número máximo de slaves y de entradas/salidas

Un bus AS-Interface puede soportar como máximo en el mismo bus:- 31 slaves de direccionamiento estándar, de manera que cada slave pueda

disponer de un máximo de 4 entradas o 4 salidas, de la dirección 1 a 31.- 62 slaves de direccionamiento ampliado, de manera que cada slave pueda

disponer de un máximo de 4 entradas o 3 salidas, de la dirección 1 A/B a 31 A/B.

Esto permite gestionar un máximo de 248 entradas + 186 salidas, que hacenun total de 434 entradas/salidas, en el caso de que todos los slaves ampliadosposean 4 entradas y 3 salidas.

5 . 3 . 2

MICRO44

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Topología y longitud máxima del bus AS-Interface

La topología del bus AS-Interface bus es flexible. Se puede adaptar perfecta-mente a las necesidades del usuario (punto a punto, en línea, con estructura de árbol, etc.). En cualquier caso, la longitud acumulada de todas las ramas delbus no deberá sobrepasar los 100 metros sin utilizar el repetidor.

Tiempo de ciclo del bus AS-Interface:

Se trata del tiempo de ciclo entre los slaves y el módulo master. El sistema AS-Interface transmite siempre información de longitud idéntica para todos losslaves del bus. El tiempo del ciclo AS-Interface depende del número de slavesactivos conectados al bus.El tiempo de escrutinio t representa el tiempo de intercambio entre el master y los n slaves activos (un máximo de 31 en /A o /B).O bien:- Hasta 19 slaves activos, t = 3ms- De 20 a 31 slaves activos t = (1+n) * 0,156 ms. Cuando los dos slaves A y B

se encuentran en la misma dirección, se escruta un slave de este par cada dos ciclos. De este modo, para 31 slaves de direccionamiento ampliado configurados en /A + 31 slaves de direccionamiento configurados en /B, el tiempo de escrutinio será de 10 ms.

Tiempo de ciclo máximo:- Un máximo de 5 ms para 31 slaves de direccionamiento estándar o ampliado.- Un máximo de 10 ms para 62 slaves de direccionamiento ampliado.

Fiabilidad, flexibilidad El procedimiento de transmisión utilizado (modulación de corriente y codifica-ción Manchester) garantiza un funcionamiento fiable. El master supervisa latensión de alimentación de la línea y de los datos que se transmiten. Detectalos errores de transmisión así como los fallos de los slaves y transmite lainformación al controlador.El intercambio o la conexión de un nuevo slave durante el funcionamiento noperturban las comunicaciones del master con el resto de slaves.

Si se reemplaza un slave defectuoso, la actualización de la dirección del slave de reemplazo se puede realizar si se admite la función de direccionamiento automático del módulo master.Si se produce una utilización mixta de slaves con ajustes de la dirección estándar y ampliados, un slave de direccionamiento estándar sólo utiliza una dirección de 1(A) a 31(A). La misma dirección seguida de «banco» /B sólo se puede utilizar un slave de direccionamiento ampliado

45AS-I SCHNEIDER5

< <

5 . 4 Descripción de los componentes del módulo master del bus AS-Interface:TWDNOI10M3

El siguiente diagrama muestra las diferentes partes del módulo master AS-InterfaceTWDNOI10M3:

N° Componente Descripción

1 Pantalla - Indicadores LED de estado: indican el estado del bus AS-Interface.

- Indicadores LED de E/S: indican el estado de las E/S de un slave especificado por los indicadores de dirección.

- Indicadores LED de dirección: indican la direcciónde los slaves.

2 Botones Permiten seleccionar una dirección de un slave, así como cambiar el modo.

3 Terminal de usuario

Se conecta al cable AS-Interface.

4 Conector del cable AS-Interface

Permite instalar el terminal.

5 Botón de retención

Retiene/libera el módulo de un controlador

6 Conector deampliación

Permite llevar a cabo la conexión al módulo Twido asícomo la conexión de otro módulo de E/S.

7 Etiqueta delproducto

Indica la referencia y las especificaciones del módulo.

5 . 5

5 . 5 . 1

5 . 5 . 2

MICRO46

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Características técnicas del módulo TWDNOI10M3 y del bus AS-Interface V2

Bus AS-Interface V2

Características técnicas:

Módulo ASInterface TWDNOI10M3

Características técnicas:

Característica Valor

Tiempo de ciclo máximo del bus AS-Interface:

- De 1 a 19 slaves = 3 ms.- De 20 a 62 slaves = (1+n) x 0,156 ms

con n = número de slaves activos.- 5 ms para 31 slaves de direccionamiento

estándar o ampliado - 10 ms para 62 slaves de direccionamiento

ampliado.

Número máximo de slaves del bus:

31 slaves de direccionamiento estándar o 62 slaves de direccionamiento ampliado.

Longitud máxima del busAS-Interface

Todas las bifurcaciones sin repetidor: 100 mCon dos repetidores: 300 m

Número máximo de E/S gestionados por el bus.

Slaves de direccionamiento estándar: 124 entradas + 124 salidasSlaves de direccionamiento ampliado: 248 entradas + 186 salidas

Tensión nominal de la alimentación del bus.

30 VDC

Característica Valor

Temperatura de funcionamiento

Temperatura ambiente en funcionamiento entre 0 y 55 °C

Temperatura de almacenamiento

De -25 °C a +70 °C

Humedad relativa Del 30 % al 95 % (sin condensación)

Grado de contaminación 2 (IEC60664)

Grado de protección IP20

Altitud Funcionamiento: de 0 a 2.000 mTransporte: de 0 a 3.000 m

47AS-I SCHNEIDER5

< <

Resistencia a las vibraciones

Montado sobre un riel DIN:De 10 a 57 Hz con una amplitud de 0,075 mm;de 57 a 150 Hz con una aceleración de 9,8m/s2 (1G); 2 horas por eje en cada uno de lostres ejes perpendiculares entre sí.Montado sobre la superficie de un panel:De 2 a 25 Hz con una amplitud de 1,6 mm; de25 a 100 Hz con una aceleración de 39,2 m/s2(4G); Lloyd’s, 90 minutos por eje en cada uno de los tres ejes perpendiculares entre sí.

Resistencia a golpes 147 ms2 (15G), 11 ms de duración, 3 golpespor eje en los tres ejes perpendiculares entre sí (IEC 61131).

Rango de tensión permitido de 29,5 a 31,6 VDC

Corriente consumida en el bus AS-Interface

65 mA típica/110 mA máxima

Protección contra la inversión de polaridad en las entradas del bus

Sí

Conector en placa madre MSTB2.5/3-GF-5.08BK (Phoenix Contact)

Número medio de conexiones y desconexionesdel conector

100 veces como mínimo

Consumo de alimentación A 5 VDC: 80 mAA 24 VDC: 0 mA

Pérdida de energía 540 mW (24 VDC)

Peso 85 g

RECUERDE que...

CONEXIÓN A OTROS MÓDULOS DE EXPANSIÓN:

- Cuando se conecta un módulo AS-Interface a un módulo Twido, no se debe conec-tar más de cinco módulos de ampliación de E/S (si normalmente un módulo Twidopuede aceptar siete) debido a la cantidad de calor generada.

- El módulo master AS-Interface puede aceptar siete slaves de E/S analógicas comomáximo; en caso contrario, el sistema AS-Interface no funcionará correctamente.

5 . 6

5 . 6 . 1

5 . 6 . 2

MICRO48

<

Cableado y conexiones

Diferentes tipos de cables

Los cables del bus AS-Interface transmiten las señales y proporcionan una alimenta-ción de 30 VDC a los sensores y accionadores conectados al bus.Tipos de cables AS-Interface:

Procedimiento de conexión del módulo master AS-i al bus

En la tabla siguiente se describe el procedimiento de conexión:

Tipo de cable Características Ilustración

Cable plano AS-Interface

Color de la manga protectora: amarilloSección transversal de los conductores: 1,5 mm2.

Cable redondoestándar o cables separados

Sección transversal de los conductores:- Trenzado:

de 0,5 mm2 a 1,0 mm2- Sólidos:

de 0,75 mm2 a 1,5 mm2.

(azul) (marrón)

(azul) (marrón)

Pasos Descripción

1 Retirar el bloque de terminales del conector de bus del módulo.

2 Respetar las polaridades del cable AS-Interface: cable de color marrónpara el polo AS-i+ y cable de color azul para el polo AS-i-. Conectarlos cables según los colores indicados en el bloque de terminales.

3 Conectar el bloque de terminales de puesta a tierra AS-Interface al riel DIN (consulte el diagrama).

4 Con un destornillador, apriete los tornillos del terminal entre el par 0,5 y 0,6 Nm. La utilización de casquillos terminales engastados en las terminaciones de los conductores trenzados o sólidos evitaráque el cable se salga de la terminal.

5 Insertar el bloque de terminales del conector del bus en el módulo.Con un destornillador, apriete los tornillos de montaje del terminal entre el par 0,3 y 0,5 Nm.

49AS-I SCHNEIDER5

< <

5 . 7

5 . 7. 1

5 . 7. 2

RECUERDE que...

RIESGO DE DESCARGA ELÉCTRICA: No toque las terminaciones del cable, nisiquiera inmediatamente después de desconectar el módulo. Si no se respetan estasprecauciones pueden producirse graves lesiones o daños materiales.

RECUERDE que...

ALIMENTACIÓN DEL BUS AS-INTERFACE V2: Utilizar una alimentación AS-InterfaceSELV (tensión de seguridad muy baja), con una tensión nominal de 30 VDC.Si no se respetan estas precauciones pueden producirse graves lesiones o dañosmateriales.

Botones y modos de funcionamiento del módulo TWDNOI10M3

Presentación

Las acciones ejecutadas mediante los botones PB1 y PB2 de la parte frontal del módu-lo AS-Interface dependen de la duración de la pulsación. Si se trata de una “pulsaciónlarga”, se selecciona el modo de funcionamiento, mientras que si se trata de una “pulsa-ción corta”, se selecciona la dirección del slave que se va a diagnosticar. Si la duración dela pulsación en los botones no corresponde a ninguna de las citadas, o la pulsación selleva a cabo en los dos botones a la vez, el estado del módulo no sufre ningún cambio.

Ilustración

En la ilustración siguiente se indica la posición de los botones:

Ilustración sobre la conexión.

50

5 . 7. 3

5 . 8

5 . 8 . 1

MICRO50

<

Pulsación de los botones

En la tabla siguiente se describe la función de los botones:

Modos de funcionamiento del módulo master AS-Interface

Presentación

Desde el momento en que se conecta, el módulo AS-Interface está en modo conec-tado. El módulo Twido puede, por lo tanto, comunicarse con el master AS-Interfacepara visualizar y controlar el estado de cada slave. El modo conectado incluye los tresmodos siguientes:

- Modo protegido normal: Al realizar la conexión, el módulo master AS-Interface entraen este modo si no se produce ningún error. Este es el modo de funcionamientonormal para que el master AS-Interface intercambie datos de comunicación con losslaves conectados.

- Modo protegido normal Local (sin conexión de software): Para acceder a este mododesde el modo anterior, es necesario realizar una “pulsación larga” en el botón PB2.El master AS-Interface interrumpe toda comunicación con los slaves y permite reali-zar operaciones como la inicialización del módulo master. En este modo, el móduloTwido no puede visualizar el estado de los slaves. El indicador OFF (véase Visua-lización de los modos de funcionamiento del master AS-Interface) del master AS-Interface se enciende para indicar el modo Local. Para volver al modo anterior, esnecesario realizar una “pulsación larga” en el botón PB2.

- Modo protegido normal Intercambio de datos desactivado: El acceso y la salida deeste modo sólo se pueden realizar a través del programa de usuario en TwidoSoft.En este modo no se puede llevar a cabo ninguna comunicación con los slaves.

Acción Descripción

Pulsación larga Una “pulsación larga” se produce cuando el botón se pulsadurante 3 segundos o más. Utilice este tipo de pulsaciónpara modificar el modo de funcionamiento del master AS-Interface.

Pulsación breve Una “pulsación breve” se produce cuando el botón se pulsadurante 0,5 segundos como máximo. Utilizar una pulsaciónbreve para modificar la dirección del slave cuyo estado deentradas y salidas se desea visualizar mediante los indicado-res del master AS-Interface. Al pulsar en PB1, aumenta ladirección del slave, mientras que al hacerlo en PB2, disminu-ye. Si se pulsa PB1 al llegar a la última dirección 31B, aparece de nuevo la primera dirección 0A.

51AS-I SCHNEIDER5

< <

5 . 9

5 . 9 . 1

5 . 9 . 2

5 . 9 . 3

Panel de visualización del módulo AS-Interface TWDNOI10M3+

Presentación

El módulo master AS-Interface TWDNOI10M3 contiene una pantalla que incluye indi-cadores LED de estado, de entrada y salida y de dirección.

Ilustración

Ilustración del panel de visualización:

Visualización de los estados del módulo

Los indicadores LED de estado ubicados en la parte posterior del módulo son losencargados de mostrar información según su estado (indicador apagado o encendi-do) sobre el modo de funcionamiento del módulo.Descripción de los indicadores LED de estado:

Indicador LED Estado Descripción

PWR Indica si el módulo AS-Interface está conectado.

Indica que el módulo AS-Interface no recibe suficiente alimentación.

FLT Indica que la configuración cargada en el masterAS-Interface no es correcta o que se ha producidoun error en el bus AS-Interface.

Funcionamiento correcto del módulo.

5 . 9 . 4

MICRO52

<

Visualización de los modos de funcionamiento del master AS-Interface

Los modos de funcionamiento del módulo AS-Interface se pueden cambiar con losbotones o con el software de programación TwidoSoft. Los indicadores LED de esta-do también indican el modo en el que se encuentra el módulo AS-Interface. Tabla de visualización de los modos:

Modos defuncionamiento

PWR FLT LMO CMO OFF CNF

Modo protegido normal

Modo protegido normal (sin conexión)

Modo protegido normal (intercambio de datos desactivado)

LMO Indica que el módulo no se encuentra en modolocal (el módulo permanece en modo conectado desde el arranque). Nota: Parpadea durante el arranque.

CMO Indica que el módulo se encuentra en modo conectado.

OFF Indica que el módulo se encuentra en el modo normal sin conexión.

Indica que el módulo se encuentra en otro modo de funcionamiento.

CNF Este indicador ya no se utiliza. Nota: parpadea durante el arranque.

IluminadoApagado

IluminadoApagado

53AS-I SCHNEIDER5

< <

5 . 1 0 Diagnóstico del bus AS-Interface

Los indicadores LED de entradas y salidas y de dirección permiten visualizar la pre-sencia y el estado de funcionamiento de cada slave en el bus AS-Interface.Tabla de diagnóstico:

A dirección del slave se selecciona con los botones PB1 y PB2. Una dirección conun slave asignado se puede leer con el LED de dirección, tal como se indica en elsiguiente ejemplo:Los indicadores 2x, x5 y B encendidos indican que un slave de la dirección 25B seencuentra presente.

Estado de los indicadores LED de dirección

Estado de los indicadores LED IN/OUT

Descripción

El slave de esta dirección existe y tiene las entradas y salidas encendidas y activadas.

El slave de esta dirección está presente, aunque contiene un error.

No existe ningún slave asignado a esta dirección.

La comunicación en el bus AS-Interface se interrumpe porque no se suministra alimentación o porque el módulo AS-Interface se encuentra en modo protegidonormal sin conexión.

IluminadoApagadoParpadeando

MICRO54

<

Puesta en Marcha

Introducción

El bus AS-Interface (sensor del accionador-interfase) permite conectar, mediante uncable único, captadores/accionadores en el nivel más bajo de la automatización. Estoscaptadores/accionadores se definen en la documentación como equipos slave.La puesta en marcha de la aplicación AS-Interface hace necesario definir el contextofísico de la aplicación en la que se integrará (bus de ampliación, alimentación, proce-sador, módulos, equipos slave AS-Interface conectados al bus) y asegurar la instalacióndel software.El segundo aspecto se llevará a cabo desde los diferentes editores de TwidoSoft:

- En modo local- En modo online

Bus AS-Interface V2

El módulo master AS-interface TWDNOI10M3 integra las siguientes funciones:- Perfil M3: este perfil cubre las funcionalidades definidas por el estándar AS-Interface

V2, pero no admite los perfiles analógicos S7-4.- Un canal AS-Interface por módulo- Direccionamiento automático del slave con la dirección 0- Gestión de perfiles y parámetros- Protección contra la inversión de polaridad en las entradas del bus - El bus AS-Interface permite, por lo tanto:- Hasta 31 slaves de dirección estándar y 62 de dirección ampliada- Hasta 248 entradas y 186 salidas- Hasta 7 slaves analógicos (4 E/S máx. por esclavo)- Un tiempo de ciclo de 10 ms como máximo- Se puede conectar un máximo de dos módulos master AS-Interface a un controlador

modular Twido o a un controlador compactoT WDLCoA24DRF o TWDLCAo40DRF.

Descripción funcional general

Presentación general

En la configuración AS-Interface, el software TwidoSoft permite al usuario:

- Configurar el bus (declaración de los slaves y atribución de las direcciones en el bus) de forma manual.

- Adaptar la configuración según la que se encuentra presente en el bus.- Tener en cuenta los parámetros de los slaves.- Controlar el estado del bus.- Para ello, toda la información procedente o enviada al master AS-Interface se

almacena en los objetos (palabras y bits) específicos.

6

6 . 1

6 . 2

6 . 2 . 1

55PUESTA EN MARCHA6

< <

6 . 2 . 2 Estructura del master AS-Interface

El acoplador AS-Interface integrado en los campos de datos que permiten gestionarlistas de slaves e imágenes de datos de entradas/salidas. Esta información se alma-cena en la memoria volátil.En el siguiente esquema se muestra la arquitectura del acoplador TWDNOI10M3.

Leyenda:

Dirección Elemento Descripción

1 Datos de E/S (IDI, ODI)

Imágenes de las 248 entradas y de las 186 salidas del Bus AS-Interface V2.

2 Parámetros actuales (PI, PP)

Imagen de los parámetros de todos los slaves.

3 Configuración/Identificación (CDI, PCD)

Este campo contiene todos los códigos de E/S y los códigos de identificación de todos los slaves detectados

4 LDS Lista de todos los slaves detectados en el bus.

5 LAS Lista de los slaves activados en el bus.

6 LPS Lista de los slaves previstos en el bus y configurados por TwidoSoft.

7 LPF Lista de los slaves que tienen un fallo de dispositivo periférico.

6 . 2 . 3

MICRO56

<

Estructura de los equipos slaves

Cada uno de los slaves de direccionamiento estándar cuenta con:- 4 bits de entrada/salida- 4 bits de parametrización

Cada uno de los slaves de direccionamiento ampliado cuenta con:- 4 bits de entrada/salida (último bit destinado sólo a la entrada)- 3 bits de parametrización

- Cada slave posee su propia dirección, así como un perfil y un subperfil (definicióndel intercambio de variables).

- La figura que se muestra a continuación muestra la estructura de un slave dedireccionamiento ampliado:

Leyenda:

Dirección Elemento Descripción

1 Datos de entradas/salidas

El slave almacena los datos de entradas y los pone a disposición del master AS-Interface. El acoplador master actualizalos datos de salidas.

2 Parámetros Los parámetros permiten controlar y conmutar los modos de funcionamientointernos del captador o accionador.

57PUESTA EN MARCHA6

< <

6 . 3

6 . 3 . 1

6 . 3 . 2

Modo Fase Descripción

Local Declaración delacoplador.

Selección del emplazamiento del módulomaster AS-Interface TWDNOI10M3 en elbus de ampliación.

Configuración delcanal del módulo.

Selección de los modos “master”.

Declaración de losequipos slaves.

Selección, para cada equipo, de:- El número de emplazamiento en el bus.- El tipo de slave de direccionamiento

estándar o direccionamiento ampliado.

Validación de losparámetros de configuración.

Validación en el slave.

Validación global de la aplicación.

Validación de aplicación.

3 Configuración/Identificación

Este campo contiene:- El código correspondiente a la configura-

ción de las entradas/salidas (I/O).- El código de identificación del slave (ID).- Los subcódigos de identificación del

slave (ID1 y ID2).

4 Dirección Dirección física del slave.

Los parámetros de funcionamiento, dirección, datos de configuración y de identificación se almacenan en una memoria no volátil.

Principios de instalación del software

Presentación

Para respetar la filosofía adoptada en TwidoSoft, el usuario debe proceder por pasospara crear una aplicación AS-Interface.

Principio de instalación

El usuario ha de saber cómo configurar de forma funcional el bus AS-Interface (véaseInserción de un equipo slave en una configuración AS-Interface V2 existente, p. 71).En la tabla siguiente se muestran las diferentes fases de instalación del software delbus AS-Interface V2.

Descripción de la pantalla de configuración del bus AS-Interface

Presentación

La pantalla de configuración del módulo master AS-Interface le permite acceder a losparámetros asociados al módulo y a los equipos slaves.Permite visualizar y modificar los parámetros en modo offline.

6 . 4

6 . 4 . 1

MICRO58

<

Local oconectado

Simbolización(opcional)

Simbolización de las variables asociadas a los equipos slaves.

Programación Programación de la función AS-InterfaceV2.

Conectado Transferencia Transferencia de la aplicación en el autómata.

Depuración Depuración de la aplicación mediante:- La pantalla de depuración que permite

visualizar los slaves (dirección, paráme-tros) y direccionar los esclavos en lasdirecciones deseadas.

- Las pantallas de diagnóstico que permi-ten identificar los fallos.

La declaración y la eliminación del módulo master AS-Interface en el bus de ampliación se desarrolla como para otro módulo deampliación. Sin embargo, una vez que se han declarado dos módulos master AS-Interface en el bus de expansión, TwidoSoft no permite declarar otro.

Ilustración de la pantalla de configuración en modo offline.

59PUESTA EN MARCHA6

< <

Descripción de la pantalla en modo offline

Esta pantalla agrupa toda la información que compone el bus en tres bloques deinformación:

La pantalla tiene también tres botones:

6 . 4 . 2

Sólo se pueden realizar modificaciones en la pantalla de configuración en modo offline.

Bloques Descripción

Configuración de AS-Interface

Imagen del bus

deseada por el usuario: visualización de slaves con configuración de direcciones estándar y amplia-das previstos en el bus. Mueva el cursor en sentido descen-dente por la barra vertical para acceder a las direccionessiguientes. Las direcciones atenuadas corresponden a lasdirecciones que no se pueden utilizar para configurar un slave. Si, por ejemplo, se declara un nuevo slave con configuración de dirección estándar con la dirección 1A, la dirección 1B se atenuará automáticamente.Slave xxA/B

Configuracióndel slave selec-

cionado: - Características: código E/S, código ID, códigos ID1 e ID2

(perfiles) y comentarios sobre el slave.- Parámetros: lista de parámetros (modificable), en forma

binaria (cuatro casillas de verificación) o decimal (una casilla) a elección del usuario.

- Entradas/salidas: lista de las E/S disponibles y sus direc-ciones respectivas.

Modo Master Activación o desactivación posible de las dos funciones disponibles para el módulo AS-Interface (direccionamientoautomático, por ejemplo). “No hay red” le permite forzar elbus AS-Interface para que entre en modo offline. El modo“Direccionamiento automático” está seleccionado por defecto. Nota: La función de activación de intercambio dedatos aún no está disponible.

Botones Descripción

Aceptar Permite guardar la configuración del bus AS-Interface visible en la pantalla de configuración. A continuación, vuelve a la pantalla principal. La configuración puede trans-ferirse entonces al controlador Twido.

Cancelar Vuelve a la pantalla principal sin tener en cuenta las modificaciones en curso.

Ayuda Abre una ventana de ayuda en la pantalla.

Configuración del bus AS-Interface

Introducción

La configuración del bus AS-Interface se realiza mediante la pantalla de configura-ción en modo local. Una vez seleccionados el master AS-Interface y los modosmaster seleccionados, la configuración del bus AS-Interface consiste en configurarlos equipos slaves.

Procedimiento de declaración y configuración de un slave

Procedimiento que se ha de seguir para crear o modificar un slave en el bus AS-Interface V2:

6 . 5

6 . 5 . 1

6 . 5 . 2

MICRO60

<

Paso Acción

1 En la celda de la dirección deseada (no atenuada) de la imagen del bus:- Hacer doble clic: ir al paso 3 O - Hacer clic con el botón derecho del ratón:- Resultado:

Este menú permite:- Configurar un nuevo slave en el bus.- Modificar la configuración del slave deseado.- Copiar (o Ctrl+C), cortar (o Ctrl+X) y pegar (o Ctrl+V)

un slave.- Eliminar un slave (o Supr).

Aparece un menú contextual.

61PUESTA EN MARCHA6

< <

2 En el menú textual, seleccionar:

- “Nuevo” para crear un slave nuevo: aparece una pantalla de configuración del slave, en la que el campo “Dirección” indica la dirección seleccionada, los campos de “Perfil” tienen

el valor F de forma predeterminada y los demás campos dela pantalla están vacíos.

- “Abrir” para crear un slave nuevo o para modificar la configu-ración del slave seleccionado. En el caso de un slave nuevo,aparece una pantalla nueva para configurar el slave, en laque el campo “Dirección” indica la dirección seleccionada, loscampos de “Perfil” tienen el valor F de forma predeterminaday los demás campos de la pantalla están vacíos. En el casode una modificación, la pantalla de configuración del slaveaparece con los campos que contienen los valores definidospreviamente del slave seleccionado.

- Ilustración de una pantalla de configuración para un slave nuevo:

3 En la pantalla de configuración del slave que se muestra, introducir o modificar: - El nombre del nuevo perfil (máximo 13 caracteres) - Un comentario (opcional) También se puede hacer clic

en el botón “Catálogo...” y seleccionar un slave de la familiade perfiles AS-Interface preconfigurado.

4 Introducir: - El código IO (corresponde a la configuración entrada/salida).- El código ID (identificador), más ID1 e ID2 para un tipo

ampliado.Los campos “Entradas” y “Salidas” indican el número de canal de entrada y de salida. Se implementan de forma automática al introducir el código IO.

Catálogo AS-Interface

El botón Catálogo facilita la configuración de los slaves en el bus. Si se utiliza estebotón con un slave de la familia Schneider, la será muy sencilla y rápida Si hace clicen el botón “Catálogo...” de la ventana “Configurar un slave AS-Interface”, se abre laventana siguiente.

6 . 5 . 3

MICRO62

<

5 Definir para cada parámetro:- Su toma en cuenta por parte del sistema (casilla selecciona-

da en la opción “Bits”, o valor decimal entre 0 y 15 en laopción “Decimal”).

- Una etiqueta más significativa que “Parámetro X” (opcional).

Los parámetros seleccionados son la imagen de los parámetros permanentes que se deben proporcionar al master AS-Interface.

6 Modificar “Dirección”, si es necesario (en el límite de las direc-ciones disponibles en el bus), mediante un clic en las flechasarriba/abajo situadas a la izquierda de la dirección (acceso enlas direcciones autorizadas) o mediante la introducción directade la dirección a través del teclado.

7 Validar la configuración del slave mediante un clic en el botón“Aceptar”.

El resultado es la verificación de que:- Los códigos IO e ID están autorizados - La dirección del slave se ha autorizado (en caso de introduc-

ción mediante el teclado) según el código ID (los slaves“banco”/B sólo están disponibles si el código ID es igual a A).

En caso de error, un mensaje advierte al usuario del tipo deerror (ejemplo: “El slave no puede tener esta dirección”) y lapantalla se vuelve a mostrar con los valores iniciales (en el perfil o la dirección, según el error).

El software limita el número de declaraciones de slave analógico a 7.Acerca del catálogo Schneider AS-Interface: al hacer clic en el botón Catálogo, se pueden crear y configurar slaves en “Familia privada” (diferentes de los del catálogo Schneider AS-Interface).

63PUESTA EN MARCHA6

< <

En el menú desplegable, se puede acceder a todas las familias del catálogo AS-Interface Schneider:

Una vez que haya seleccionado la familia, aparecerá la lista de slaves correspondien-te. Haga clic en el slave deseado y valide mediante un clic en “Aceptar”.

Puede ver las características de un slave mediante un clic en el botón “Detalles”.Puede añadir y configurar slaves que no forman parte del catálogo de Schneider. Basta con seleccionar la familia privada y configurar el slave nuevo.

Descripción de la pantalla de depuración

Presentación

Cuando el PC está conectado al controlador (después de cargar la aplicación en elautómata), la pestaña "Depuración" situada a la derecha de la pestaña “Configuración”permite acceder a la pantalla de depuración.

La pantalla de depuración proporciona, dinámicamente, una imagen del bus físico queincluye:

- La lista de slaves previstos (introducidos) durante la configuración con su nombre y la lista de los slaves detectados (de nombre desconocido si no fuesen previstos),

- el estado del acoplador AS-Interface y de los equipos slaves, y - la imagen del perfil, los parámetros y valores de las entradas y salidas de los slaves

seleccionados.

También permite al usuario:

- Obtener un diagnóstico de los slaves erróneos (véase Visualización de los estadosde los slaves),

- modificar la dirección de un slave en modo conectado (véase Modificación de ladirección de un esclavo),

- transmitir la imagen de los slaves a la pantalla de configuración (véaseActualización de la configuración del bus AS-Interface en modo conectado) y

- dirigir todos los slaves a las direcciones deseadas (durante la primera depuración).

Ilustración de la pantalla “Depuración”

La ilustración de la pantalla de depuración (solamente en modo conectado) aparecedel siguiente modo:

6 . 6

6 . 6 . 1

6 . 6 . 2

MICRO64

<

65PUESTA EN MARCHA6

< <

Descripción

La pantalla “Depuración” proporciona la misma información que la pantalla de confi-guración (véase Descripción de la pantalla en modo offline, p. 59). Las diferenciasse enumeran en la tabla siguiente:

6 . 6 . 3

6 . 6 . 4

Bloque Descripción

Configuración de AS-Interface V2

Imagen del bus físico.Incluye el estado de los slaves:

- Indicador verde: el slave de esta dirección está activo.- Indicador rojo: el slave de esta dirección es erróneo y

un mensaje le informa del tipo de error en la ventana“Error en el escalón”.

Slave xxA/B Imagen de la configuración del slave seleccionado:

- Características: imagen del perfil detectado (atenuada,no modificable).

- Parámetros: imagen de los parámetros detectados. El usuario solamente puede elegir el formato de visua-lización de los parámetros.

- Entradas/Salidas: se muestran los valores de las entradas y salidas detectadas, no modificables.

Error en el escalón Informa del tipo de error si el slave seleccionado es erróneo.

Bus AS-Interface Información resultante de un comando implícito “ReadStatus”.

- Indica el estado del bus: por ejemplo, "ConfiguraciónOK = OFF" indica que la configuración prevista por el usuario no se corresponde con la configuraciónfísica del bus.

- Indica las funciones autorizadas en el módulo masterdel bus AS-Interface: por ejemplo, “Direccionamientoautomático activo = ON” indica que el modo master de direccionamiento automático está autorizado.

Visualización de los estados de los slaves

Si el indicador asociado a una dirección está en rojo, su slave asociado es erróneo.La ventana “Error en el escalón” proporciona el diagnóstico del slave seleccionado.

Descripción de los errores:

- El perfil previsto por el usuario al configurar una dirección determinada no secorresponde con el perfil real detectado en dicha dirección del bus (diagnóstico:“Error de perfil”).

- El bus ha detectado un nuevo slave no previsto en la configuración: aparece unindicador rojo en esta dirección y el nombre del slave aparece como “Desconocido”(diagnóstico: “Slave no proyectado”).

- Fallo de dispositivo si el slave detectado lo admite (diagnóstico: “Fallo de dispositivo”).- Existe un perfil previsto en la configuración pero el bus no detecta ningún slave

con esta dirección (diagnóstico: “Slave no detectado”).

Modificación de la dirección de un esclavo

Presentación

El usuario puede, mediante la pantalla de depuración, modificar la dirección de unslave en modo conectado.

Modificación de la dirección de un esclavo

En la taba siguiente se muestra el procedimiento para modificar la dirección de unslave:

6 . 7

6 . 7. 1

6 . 7. 2

MICRO66

<

Paso Acción

1 Acceder a la pantalla de “Depuración”.

2 Seleccionar un slave en el área “Configuración de AS-Interface V2”.

3 Ejecutar una acción de “arrastrar y soltar” mediante el ratónhacia la celda correspondiente a la dirección deseada.Ilustración: arrastrar y soltar desde el slave 3B hacia la dirección 15B.

67PUESTA EN MARCHA6

< <

Actualización de la configuración del bus AS-Interface en modo conectado

Presentación

En modo conectado, no se autoriza ninguna modificación de la pantalla de configuracióny la configuración del hardware y del software pueden ser diferentes. Cualquier diferen-cia en el perfil o en los parámetros de un slave prevista o no en la configuración se puedetener en cuenta en la pantalla de configuración. Es posible transmitir cualquier modifica-ción a la pantalla de configuración antes de transferir la nueva aplicación al autómata.El procedimiento que se ha de seguir para tener en cuenta la configuración del hard-ware es el siguiente:

6 . 8

6 . 8 . 1

Paso Descripción

1 Transferencia de la configuración del slave deseado a la pantalla de configuración.

2 Aceptación de la configuración en la pantalla de configuración.

3 Validación de la configuración nueva.

4 Transferencia de la aplicación al acoplador.

Resultado: Se realiza un control automático de todos los parámetros del slavepara comprobar si la operación es posible. Ilustración del resultado:

Tras la operación, el diagnóstico del slave en la dirección 3B muestra “slave no detectado”, indicando así que el slave previsto en esta dirección no está presente. Al seleccionar la dirección 15B, se encuentran el perfil y los paráme-tros del slave desplazado; el nombre del slave permanece desconocido, ya queno se había previsto en esa dirección.

El perfil y los parámetros de un slave no se pueden añadir al nombre. Varios slaves con distinto nombre pueden tener los mismos perfiles y parámetros.

6 . 8 . 2

MICRO68

<

Transferencia de la imagen de un slave a la configuración

En caso de detección en el bus de un slave no previsto en la configuración, aparece unslave “Desconocido” en el área “Configuración de AS-Interface V2” de la pantalla dedepuración en la dirección detectada. En la tabla siguiente se indica el procedimientopara transferir la imagen del slave “Desconocido” a la pantalla de configuración:

Paso Descripción

1 Acceder a la pantalla de “Depuración”.

2 Seleccionar un slave en el área “Configuración de AS-Interface V2”.

3 Hacer clic con el botón derecho del ratón para seleccionar“Transferir config.”. Ilustración:

Resultado:La imagen del slave seleccionado (imagen del perfil y parámetros) se transfiere a la pantalla de configuración.

4 Volver a realizar la operación para cada uno de los slaves cuya imagen se desea transferir hacia la pantalla de configuración.

69PUESTA EN MARCHA6

< <

Regreso a la pantalla de configuración

Cuando el usuario vuelve a la pantalla de configuración, se pueden ver todos los slavesnuevos (no previstos) transferidos.Ilustración de la pantalla de configuración una vez transferidos todos los slaves:

Leyenda:

- La cruz significa que hay diferencias entre la imagen del perfil del slave transferidoy el perfil deseado en un principio en la pantalla de configuración.

- El punto de exclamación indica que se ha introducido un nuevo perfil en la pantallade configuración.

Explicación:

La pantalla de configuración muestra siempre la imagen permanente de la configu-ración deseada (de ahí la presencia del slave en 3B a pesar del cambio de dirección(véase Modificación de la dirección de un esclavo, p. 66), completada por la imagenactual del bus.Los perfiles y parámetros de los slaves previstos que aparecen corresponden a losprevistos. Los perfiles y parámetros de los slaves desconocidos que aparecen corres-ponden a las imágenes de los detectados.

Procedimiento de transferencia de la aplicación definitiva hacia el acoplador

Antes de transferir una aplicación nueva hacia el acoplador, el usuario puede tener encuenta, para cada uno de los slaves, la imagen detectada del perfil y de los paráme-tros (transferida a la pantalla de configuración) o modificar la configuración “a mano”(véase Procedimiento de declaración y configuración de un slave).

En la tabla siguiente se describe el procedimiento que se ha de seguir para validar ytransferir la configuración definitiva hacia el acoplador:

6 . 8 . 3

6 . 8 . 4

MICRO70

<

Paso Acción

1 Desconectar el equipo del acoplador mediante el software.Nota: No se puede realizar ninguna modificación en la pantallade configuración si el equipo está conectado al acoplador.

2 Hacer clic con el botón derecho del ratón en el slave deseado.

3 Existen dos posibilidades:

- Seleccionar “Aceptar conf.” para aceptar el perfil detectadodel slave seleccionado. Ilustración:

Para cada uno de los slaves marcados con una cruz, hay un mensaje que advierte al usuario de que esa operación sobrescribirá el perfil inicial (que aparece en pantalla) del slave.

- Seleccionar la otra opción del menú contextual para configurar a mano el slave seleccionado.

4 Volver a comenzar la operación para cada uno de los slavesdeseados en la configuración.

5 Pulsar “Aceptar” para validar y crear la nueva aplicación.Resultado: vuelta automática a la pantalla principal.

6 Transferir la aplicación al acoplador.

71PUESTA EN MARCHA6

< <

Direccionamiento automático de un slave AS-Interface V2

Presentación

Todos los slaves presentes en el bus AS-Interface deben tener asignada (por confi-guración) una dirección física única. Esta debe ser la imagen de la que está declara-da en TwidoSoft.El software TwidoSoft ofrece un servicio de direccionamiento automático de los sla-ves que evita así la utilización de una consola AS-Interface.

El servicio de direccionamiento automático se utiliza para: - Cambiar un slave que falla.- Insertar un nuevo slave.

Procedimiento

En la siguiente tabla se detalla el procedimiento que se debe llevar a cabo para defi-nir el parámetro Direccionamiento automático.

Inserción de un equipo slave en una configuración AS-Interface V2 existente

Presentación

Es posible insertar un equipo en una configuración AS-Interface V2 existente sintener que recurrir al programador de bolsillo.

Esta operación es posible si:

- El servicio direccionamiento automático del modo de configuración está enmodo activo (véase Direccionamiento automático de un slave AS-Interface V2),

- Únicamente falta un esclavo en la configuración física,- El slave que se va a insertar está previsto en la pantalla de configuración,- El slave tiene el perfil previsto en la configuración,- El esclavo tiene la dirección 0(A).

Así, el acoplador AS-Interface V2 asignará automáticamente al esclavo el valor pre-determinado en la configuración.

6 . 9

6 . 9 . 1

6 . 9 . 2

6 . 1 0

6 . 1 0 . 1

Paso Acción

1 Acceder a la pantalla de configuración del módulo master AS-Interface V2.

2 Hacer clic en la casilla de verificación Direccionamientoautomático situada en la zona Modo master. Resultado: El servicio Direccionamiento automático se activará (casilla marcada) o se desactivará (casilla no marcada).Observación: El parámetro Direccionamiento automáticoaparece seleccionado de forma predeterminada en la pantallade configuración.

Procedimiento

En la siguiente tabla se detalla el procedimiento que se debe llevar a cabo para quela inserción automática de un nuevo esclavo sea efectiva.

Sustitución automática de un slave AS-Interface V2 que presenta un fallo

Principio

Cuando un esclavo se declara en fallo, es posible sustituirlo automáticamente por unesclavo del mismo tipo.La sustitución puede llevarse a cabo sin tener que detener el bus AS-Interface V2 ysin manipulación alguna en tanto en cuanto esté activado el servicio direcciona-miento automático del modo de configuración (véase Direccionamiento automáti-co de un slave AS-Interface V2, p. 71).

Pueden presentarse dos posibilidades:

- El esclavo de recambio está programado con la misma dirección con ayuda delprogramador de bolsillo y tiene el mismo perfil y subperfil que el esclavo que pre-senta un fallo. Por lo tanto, se insertará automáticamente en la lista de esclavosdetectados (LDS) y de esclavos activos (LAS).

- El esclavo de recambio es virgen (dirección 0(A), esclavo nuevo) y tiene el mismoperfil que el esclavo que presenta un fallo. Adoptará automáticamente la direccióndel esclavo cambiado y se insertará entonces en la lista de esclavos detectados(LDS) y en la lista de esclavos activos (LAS).

Direccionamiento de las entradas y salidas asociadas a los equipos slavesconectados al bus AS-Interface V2

Presentación

Esta página muestra las especificaciones de direccionamiento de las entradas y sali-das digitales o analógicas de los equipos Slaves.Para evitar cualquier confusión con las entradas y salidas remotas, se proponen nue-vos símbolos de sintaxis AS-Interface: %IA, por ejemplo.

6 . 1 0 . 2

6 . 1 1

6 . 1 1 . 1

6 . 1 2

6 . 1 2 . 1

MICRO72

<

Paso Acción

1 Agregar el nuevo esclavo en la pantalla de configuración enmodo local.

2 Realizar una transmisión de configuración hacia el autómata en modo conectado.

3 Conectar físicamente el nuevo esclavo de la dirección 0(A) al bus AS-Interface V2.

Es posible modificar una aplicación realizando la manipulación que se ha indicado anteriormente, tantas veces como sea necesario.

73PUESTA EN MARCHA6

< <

Ilustración

Recordatorio del principio de direccionamiento:

Valores específicos

En la siguiente tabla se especifican los valores de los objetos de los Slaves AS-Interface V2:

Ejemplos

La siguiente tabla presenta varios ejemplos de direccionamiento de las entradas ysalidas:

6 . 1 2 . 2

6 . 1 2 . 3

6 . 1 2 . 4

% IA, QA, IWA, QWA

x n i

Símbolo Tipo de objeto

Dirección delmódulo deampliación

Dirección del Slave

Nº de vía

Elemento Valores Comentario

IA - Imagen de la entrada física digital del Slave.

QA - Imagen de la salida física digital del Slave.

IWA - Imagen de la entrada física analógica del Slave.

QWA - Imagen de la salida física analógica del Slave.

X 1 a 7 Dirección del módulo AS-Interface en el bus de ampliación.

N De 0A a 31B

La ubicación 0 no se puede configurar.

I De 0 a 3 -

Objeto de E/S Descripción

%IWA4.1A.0 Entrada analógica 0 del Slave 1A del módulo AS-Interface en la posición 4 del bus de ampliación.

%QA2.5B.1 Salida digital 1 del Slave 5B del módulo AS-Interface en laposición 2 del bus de ampliación.

%IA1.12A.2 Entrada digital 2 del Slave 12A del módulo AS-Interface enla posición 1 del bus de ampliación.

Intercambios implícitos

Los objetos descritos se intercambian implícitamente, es decir, de forma automática,con cada ciclo del autómata.

Programación y diagnóstico del bus AS-Interface V2

Intercambios explícitos

Los objetos (palabras y bits) asociados al bus AS-Interface aportan información (Ej.:funcionamiento del bus, estado de los Slaves...) y comandos adicionales para efectuaruna programación avanzada de la función AS-Interface.El bus de expansión intercambia estos objetos explícitamente entre el autómata Twidoy el Master AS-Interface:

- A petición del programa de usuario mediante la instrucción: ASI_CMD (consulte“Presentación de la instrucción ASI_CMD” más abajo),

- mediante la pantalla de depuración o la tabla de animación.

Palabras de sistema especificadas reservadas

Las palabras de sistemas reservadas en el autómata Twido para los módulos MasterAS-Interface permiten conocer el estado de la red: %SW73 está reservada para elprimer módulo de ampliación AS-Interface y %SW74 para el segundo. Sólo se utili-zan los 5 primeros bits de estas palabras, son de sólo lectura.

La tabla siguiente muestra los bits que se utilizan:

6 . 1 2 . 5

6 . 1 3

6 . 1 3 . 1

6 . 1 3 . 2

MICRO74

<

Palabras de sistema

Bit Descripción

%SW73 y%SW74

0 Estado del sistema (= 1 si la configuración escorrecta, 0 si no lo es).

1 Intercambio de datos (= 1 si el intercambio de datos está activado, 0 si está en modo Intercambiode datos desactivado (véase Modo de funcionamiento del módulo de interfaz del bus AS-Interface V2, p. 78).

2 Sistema en stop (= 1 si el modo Local (véase Modo local, p. 79) está activado, 0 si no lo está).

3 Instrucción ASI_CMD finalizada (= 1 si finalizada, 0 si en curso).

4 Error de instrucción ASI_CMD (= 1 si lo hay, 0 si no lo hay).

75PUESTA EN MARCHA6

< <

Ejemplo

Para el primer módulo de ampliación AS-Interface: Antes de utilizar una instrucciónASI_CMD, hay que comprobar el bit %SW73: X3 para asegurarse de que no seestá ejecutando ninguna instrucción: compruebe que %SW73: X3 = 1.Para saber si la instrucción se ha ejecutado correctamente, compruebe que el bit%SW73: X4 es igual a 0.

Presentación de la instrucción ASI_CMD

Mediante el programa de usuario, la instrucción ASI_CMD permite al usuario progra-mar su red y obtener el diagnóstico de los Slaves. Los parámetros de la instrucciónse transmiten por medio de palabras internas (memorias) %MWx.La sintaxis de la instrucción es la siguiente: ASI_CMDn %MWx:l

Leyenda:

Uso de la instrucción ASI_CMD

En la tabla siguiente se describe la acción de la instrucción ASI_CMD en función delvalor de los parámetros %MW(x) y %MW(x+1) cuando sea necesario. Para las solicitu-des de diagnóstico de los Slaves, el resultado se devuelve al parámetro %MW(x+1).

6 . 1 3 . 3

6 . 1 3 . 4

Símbolo Descripción

N Dirección del módulo de ampliación AS-Interface (1 a 7).

X Número de la primera palabra interna (memoria) transmitida en parámetro (0 a 254).

L Longitud de la instrucción en número de word (2).

%MWx %MWx+1 Acción

1 0 Sale del modo Local.

1 1 Pasa al modo Local.

2 0 Prohíbe el intercambio de datos entre el Master y sus Slaves (entra en el modo Intercambio dedatos desactivado).

2 1 Autoriza el intercambio de datos entre el Master y sus Slaves (sale del modo Intercambio de datosdesactivado).

3 Reservado -

4 Resultado Leer la lista de Slaves activos (tabla LAS) de ladirección 0A a 15A (1 bit por Slave).

MICRO76

<

5 Resultado Leer la lista de Slaves activos (tabla LAS) de la dirección 16A a 31A (1 bit por Slave).

6 Resultado Leer la lista de Slaves activos (tabla LAS) de la dirección 0B a 15B (1 bit por Slave).

7 Resultado Leer la lista de Slaves activos (tabla LAS) de la dirección 16B a 31B (1 bit por Slave).

8 Resultado Leer la lista de Slaves detectados (tabla LDS) de la dirección 0A a 15A (1 bit por Slave).

9 Resultado Leer la lista de Slaves detectados (tabla LDS) de la dirección 16A a 31A (1 bit por Slave).

10 Resultado Leer la lista de Slaves detectados (tabla LDS) de la dirección 0B a 15B (1 bit por Slave).

11 Resultado Leer la lista de Slaves detectados (tabla LDS) de la dirección 16B a 31B (1 bit por Slave).

12 Resultado Leer la lista de los dispositivos erróneos de los Slaves (tabla LPF) de la dirección 0A a 15A (1 bit por Slave).

13 Resultado Leer la lista de los dispositivos erróneos de los Slaves (tabla LPF) de la dirección 16A a 31A(1 bit por Slave).

14 Resultado Leer la lista de los dispositivos erróneos de los Slaves (tabla LPF) de la dirección 0B a 15B (1 bit por Slave).

15 Resultado Lee la lista de los dispositivos erróneos de losSlaves (tabla LPF) de la dirección 16B a 31B (1 bit por Slave).

16 Resultado Leer el estado del bus. Consulte el resultado en el párrafo que sigue.

El estado del bus se actualiza con cada ciclo del autómata. Pero el resultado de la instrucción ASI_CMD de lectura del bus sólo está disponible en el ciclo del autómata siguiente.

77PUESTA EN MARCHA6

< <

Resultado de la instrucción ASI_CMD para leer el estado del bus

En caso de lectura del estado del bus mediante la instrucción ASI_CMD (valor delparámetro %MWx igual a 16), el formato del resultado en la palabra %MWx+1 es elsiguiente:

Resultado de la instrucción ASI_CMD para leer el estado de los Slaves

En caso de diagnóstico de los Slaves mediante la instrucción ASI_CMD (valor %MWxcomprendido entre 4 y 15), el estado de los Slaves se devuelve a los bits (1=OK) dela palabra %MWx+1. La tabla siguiente muestra el resultado en función del valor dela palabra %MWx:

6 . 1 3 . 5

6 . 1 3 . 6

%MWx+1- Designación (1=OK, 0=NOK)

Menos significativo Bit 0 Configuración OK

Bit 1 LDS.0 (Slave presente en la dirección 0)

Bit 2 Direccionamiento automático activo

Bit 3 Direccionamiento automático disponible

Bit 4 Modo de configuración activo

Bit 5 Operación normal activa

Bit 6 APF (problema de alimentación)

Bit 7 Modo local preparado

Más significativo Bit 0 Fallo de dispositivo

Bit 1 Intercambio de datos activo

Bit 2 Modo local

Bit 3 Modo normal (1)

Bit 4 Fallo de comunicación con el Master AS-Interface

Bit 5 Instrucción ASI_CMD en curso

Bit 6 Instrucción ASI_CMD errónea

%MWx %MWx+1

Valor Byte más significativo

Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2

4, 8, 12 15A 14A 13A 12A 11A 10A

5, 9, 13 31A 30A 29A 28A 27A 26A

6, 10, 14 15B 14B 13B 12B 11B 10B

7, 11, 15 31B 30B 29B 28B 27B 26B

Para leer si el Slave 20B está activo, la instrucción ASI_CMD debe ejecutarse con apalabra interna %MWx de valor 7. El resultado se devuelve a la palabra interna MWx+1,el estado del Slave 20B lo da el valor del bit 4 del byte menos significativo: si el bit 4es igual a 1, el Slave 20B está activo.

Ejemplos de programación de la instrucción ASI_CMDPara forzar el paso del Master AS-Interface (en posición 1 en el bus de ampliación)a modo local:LD 1[%MW0: = 16#0001][%MW1: = 16#0001]LD %SW73: X3 //Si no hay ninguna instrucción ASI_CMD en curso, continúe[ASI_CMD1 %MW0:2] //para forzar el paso al modo local

Para leer la tabla de Slaves activos de la dirección 0A a 15A:LD 1[%MW0: = 16#0004][%MW: = 16#0000 //opcional]LD %SW73: X3 //Si no hay ninguna instrucción ASI_CMD en curso, continúe[ASI_CMD1 %MW0:2] //para leer la tabla LAS de la dirección 0A a 15A

Modo de funcionamiento del módulo de interfaz del bus AS-Interface V2

Presentación

El módulo de interfaz del bus AS-Interface TWDNOI10M3 dispone de tres modos defuncionamiento para responder a necesidades específicas. Estos modos son:

- El modo protegido,- El modo local,- El modo Intercambio de datos desactivado.

El empleo de la instrucción ASI_CMD (véase Presentación de la instrucción ASI_CMD)en un programa de usuario permite entrar o salir de estos modos.

Modo protegido

El modo de funcionamiento protegido es el modo que generalmente se utiliza paraexplotar una aplicación. Esto implica que el acoplador AS-Interface V2 está configu-rado en Twidosoft. Este:- Comprueba continuamente que la lista de los Slaves detectados es igual a la lista

de los Slaves previstos,- Controla la alimentación.

En este modo, un Slave no se activará hasta que se declare en la configuración y seadetectado.Durante el arranque o la configuración, el autómata Twido fuerza el módulo AS-Interfacea modo protegido.

6 . 1 4

6 . 1 4 . 1

6 . 1 4 . 1 . 1

MICRO78

<

79PUESTA EN MARCHA6

< <

Modo local

Al llegar al modo Local, el acoplador efectúa inicialmente una puesta a cero de todoslos Slaves presentes y detiene los intercambios del bus. Mientras está en el modoLocal, las salidas están forzadas a cero.Además de con el botón PB2 en el módulo AS-Interface TWDNOI10M3, se puedeacceder al modo local en el programa mediante la instrucción ASI_CMD (véaseEjemplos de programación de la instrucción ASI_CMD), igual que para salida delmódulo y volver al módulo protegido.

Modo Intercambio de datos desactivado

Al llegar al modo Intercambio de datos desactivado, los intercambios del bus siguenfuncionando, pero los datos no se actualizan más. Sólo se puede acceder a este modomediante la instrucción ASI_CMD (véase Uso de la instrucción ASI_CMD). Sacado de Guía de referencia de software SP.pdf / Puesta en marcha del Bus AS-interface V2.

6 . 1 4 . 1 . 2

6 . 1 4 . 1 . 3

MICRO80

<

Se entregan con una base de montaje en estructuras de perfiles de aluminio anodi-zados, y un exclusivo sistema de fijación de elementos de ajuste manual de un cuar-to de vuelta que permita su fácil re-ubicación o cambio, facilitando la tarea didácticadel capacitador y la asimilación de conceptos de los asistentes.

En cuanto a las posibilidades de expansión, se han contemplado diferentes módulosque permiten migrar de un modelo básico y llegar a implementar hasta un poderosoCentro de Estudio y Ensayo que incluya PC, interfaces para accionamiento de actua-dores, mobiliario, etc., cubriendo variadas tecnologías complementarias.

Material didáctico

Micro Capacitación realiza y comercializa una variedad de elementos didácticos degran flexibilidad, fácil montaje y re-ubicación o cambio, con posibilidades de expan-sión con módulos que permiten partir de un modelo básico, y terminar en un podero-so centro de estudio y ensayo.

Paneles serie DIDACTOEstos paneles están enteramente diseñados por MICRO en un desarrollo comparti-do por nuestros especialistas de Capacitación y de Ingeniería. Los componentes quese utilizan para su construcción son los mismos que adopta la industria de todo elmundo para la implementación de sus automatismos en una amplia gama de aplica-ciones y complejidades.

81MICRO CAPACITACIÓN7

< <

CursosMicro Capacitación cubre un extenso rango de temarios en los cursos que dicta ensus aulas que, para tal efecto, posee en su edificio central. Pero también atiende losrequerimientos de la Industria y las instituciones educativas trasladándose con sulaboratorio móvil a las ciudades del interior, y otros países.

Software

Los softwares utilizados tienen como misión amalgamar la potencialidad de la infor-mática aplicada a la enseñanza de automatización. Puede clasificarse en:

1. Softwares de simulación, que pueden diseñar, ensayar y simular circuitos que incluyan componen-tes electrónicos, neumáticos e hidráulicos.

2. Softwares de cálculo, información técnica y selección de componentes adecuados para cada requisición técnica.

3. Softwares de presentaciones que, preparados por nuestros ingenieros, optimizan las charlas y las adecuan al medio al que van dirigidas.

Los referencia a los softwares de simulación, y con el fin de hacerlos interactivos, sedispone de interfaces que permiten físicamente hacer actuar a los elementos que sonvisualizados en el monitor de la computadora.

Material de soporteMicro Capacitación dispone de variados elementos didácticos para facilitar la trans-misión efectiva de los conceptos. Entre ellos se cuenta con componentes en corte,simbología para pizarra magnética, manuales, videos, transparencias, etc.

Documents

MICRO CAPACITACIÓN · 6 MICRO CURSO 071 Redes AS-i Buses de campo Introducción a los buses de campo El Modelo ISO/OSI Buses de Campo Existentes Topología - Estructura de la red