Fundamentos de Redes DeviceNet

Pongo a disposición de todos aquellos ávidos investigadores de automatización y robótica, este curso básico de Redes DeviceNet, esperando que les pueda sr de utilidad...

1. REDES DEVICENET
Expositor: Richard Rios Ortiz
Gerente Técnico INMOTION ROBOTIC
DISEÑADO POR RICHARD RIOS ORTIZ -PROHIBIDA SU REPRODUCCION
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[email protected]
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Automatización y Robótica Industrial
“Gente innovadora ofreciendo nuevas soluciones”

2. FUNDAMENTOS DE REDES DEVICENET
CONCEPTOS BASICOS
COMPONENTES DE UNA RED DEVICENET
DISEÑO DE LA CAPA FISICA DE UNA RED DEVICENET
CONTENIDO
CONFIGURACION DE UNA RED DEVICENET
DIA 1
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3. FUNDAMENTOS DE REDES DEVICENET
LaredDeviceNet™proporcionaconexiónenreddecontroleinformaciónabiertaaniveldedispositivopara
dispositivosindustrialessimples.ÉsteusaBusCANcomotecnologíaBackboneydefineunacapadeaplicación
paracubrirunrangodeperfilesdedispositivos.Admitelacomunicaciónentresensoresyaccionadoresy
dispositivosdemásaltoniveltalescomocontroladoresprogramablesycomputadoras.Conalimentación
eléctricayseñalenunsolocable,ofreceopcionesdecableadosimplesyrentables.
DEFINICION:
DeviceNetproporcionaunaredflexibleydeconexiónsencillaqueofreceentresusbeneficiosmásinmediatos,
uncontroldescentralizadoypermitelaconexióndedispositivosdediferentesmarcasgraciasala
interoperatividadysucarácterabiertoyestándar.Consuinstalaciónseobtieneunareduccióndrásticadel
cableado,deltiempodepuestaenmarchaydelcostedelainstalaciónporqueeliminalanecesidadderecorrer
largasdistanciasdecable.
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4. CONCEPTOS BASICOS
Protocolodecomunicaciones:
Esunconjuntodereglasynormasquepermitenquedosomásentidadesdeunsistemadecomunicaciónse
comuniquenentreellosparatransmitirinformaciónpormediodecualquiertipodevariacióndeunamagnitud
física.Setratadelasreglasoelestándarquedefinelasintaxis,semánticaysincronizacióndelacomunicación,así
comoposiblesmétodosderecuperacióndeerrores
CapaFísicayMediodeTransmisión:
DeviceNetusaunatopologíadereddeltipobusprincipal/derivaciónquepermitequetantoparaelcableadodela
señalcomoeldelaalimentaciónesténpresentesenelmismocable.Estaalimentación,essuministradaporuna
fuenteconectadadirectamenteenlared,yposeelassiguientescaracterísticas:
24Vdc
SalidaDCaisladadelaentradaAC
Capacidaddecorrientecompatibleconlosequiposinstalados
Eltamañototaldelaredvaríadeacuerdoconlavelocidaddetransmisión(125,250,500Kbps)
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5. CONCEPTOS BASICOS
La Capa de Enlace de Datos (Data linklayer):
DevicenetutilizaelestándarCANsobrelacapadeenlacededatos.ElgastomínimorequeridoporelprotocoloCAN
enlaCapaEnlacedeDatosmejoraeltrabajodeDeviceNetcuandosetratademensajes.Elmarcode
datosDeviceNetutilizasolamenteeltipodeestructuradedatosdelprotocoloCAN(entreotrosexistentesenel
protocoloCAN).
Topología de la red:
LasespecificacionesdeDeviceNetdefinenlatopologíayloscomponentesadmisibles.Lavariedaddetopologías
posiblessemuestraenlafigurasiguiente.
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6. COMPONENTES DE UNA RED DEVICENET
FUENTE DE ALIMENTACION
CABLEADO DE LA RED:
LINEA TRONCAL
LINEAS DERIVADAS
TIPO DE CABLE:
RONDA (Round cable)
PLANO (KwikLink flat cable)
FUNCION:
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7. COMPONENTES DE UNA RED DEVICENET
CABLEADO DE RED:
CONSTITUCION:
NEGRO ALIMENTACION NEGATIVA (-24 Vcd)
ROJO ALIMENTACION POSITIVA (+24 Vcd)
BLANCO CAN_H (Señal alta)
AZUL CAN-L (Señal baja)
DESNUDO DRENAJE (inmunidad al ruido)
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8. COMPONENTES DE UNA RED DEVICENET
LINEA TRONCAL (Round cable):
LINEA DERIVADA (Round cable):
Línea principal de la Red DeviceNet
Todos los nodos se conectan a ella a través de líneas derivadas
Está conectada a las Red Principal
El diámetro es menor al de la Línea Principal
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9. COMPONENTES DE UNA RED DEVICENET
RESISTENCIAS TERMINALES:
ROUND CABLE Se utilizan resistencias terminales tipo MACHO o HEMBRA
Se colocan en puntos terminales de la Línea Troncal
Previenen el efecto “REBOTE” en la señal de comunicación
Evitan la distorsión de la señal de comunicación
KWIKLINK CABLELas resistencias terminales se usan con tapas terminales (END CAP)
MACHO: Color Gris
HEMBRA: Color Negro
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10. COMPONENTES DE UNA RED DEVICENET
TAPS:
Se utilizan para conectar la Línea Troncal a las líneas derivadas, cuando el medio físico es cable tipo
“RONDA”
TIPOS DE TAPS:
T-Port tap: Conector tipo “T” permite conectar solo una line derivada a la LINEA TRONCAL
DeviceBox tap:Conector tipo “CAJA” permite conectar hasta 8 líneas derivadas a la LINEA
TRONCAL
PowerTAP tap: Accesorio que permite conectar el cableado de RED a una fuente de
alimentación.
DevicePort tap:Conector tipo “CAJA” que permite conectar hasta 8 nodos a una LINEA
PRINCIPAL (Cable Ronda o KwikLink) utilizando una sola línea derivada
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11. COMPONENTES DE UNA RED DEVICENET
TIPOS DE IDC:
IDC (Conectores con aislamiento desplazable):
Estos conectores se utilizan solo cuando la LINEA TRONCAL es un cable tipo KWIKLINK, permitiendo:
Conectar líneas derivadas a la LINEA TRONCAL
Conectar nodos directamente a la LINEA TRONCAL
Conector tipo abierto:Posee puntos de conexión expuestos. Se deben proteger con alguna
caja o cubierta cerrada por precaución.
Microconector: No posee puntos de conexión expuestos.
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12. COMPONENTES DE UNA RED DEVICENET
FUNCIONES:
MODULO ESCANER:
Es una interfaz entre los diferentes nodos que están conectados en una Red DeviceNet y su Controlador
Organización y almacenamiento de Data (en su memoria) en forma de tablas de fácil acceso
Diagnostico de errores en la Red de comunicación
TIPOS:Dependen de la Plataforma del Controlador que se este empleando, ROCKWELL AUTOMATION
utiliza 5 tipos: 1771-SDN, 1747-SDN, 1756-DBN, 1784-PCIDS y 1769-SDN
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13. COMPONENTES DE UNA RED DEVICENET
NODOS (equipos):
Dispositivos físicos con capacidad de comunicación DeviceNet que se conectan a la Red.
ITEM CATEGORIA EJEMPLOS
1I/O Empaquetados ArmorBlock MaXumI/O, CompactBlock I/O
2Modular I/O 1794 Flex I/O, 1734 POINTI/O (1734-ADN, 1734-ADNX)
3Sensor 871TM Sensorinductivo de proximidad, RightSight Sensor
Fotoeléctrico
4Interface del OperadorPanelView Plus, 800E Estación de pulsadores
5Controlesde velocidad de
Motores
Bulletin 160 Drive, Bulletin1305 AC Drive, PowerFlex 4
6Dispositivos de control de
movimiento
ULTRA 3000,ULTRA 5000, KINETIX 300, KINETIX 6000
7Arrancadoresde MotoresBulletin 2100 IntelliCENTERMCC
8Protectores de MotoresRelé de sobrecarga E3, Bulletin 100 DSA
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14. DISEÑO DE LA CAPA FISICA DE UNA RED DEVICENET
PASOS PARA DISEÑAR EL CABLEADO DE UNA RED DEVICENET:
SELECCIÓN DEL TIPO DE CABLE: Se debe seleccionar el tipo de cable a utilizar según las condiciones
operacionales que deseamos que tenga nuestra red DeviceNet. Las opciones que tenemos son:
CABLE RONDA GRUESO: Se usa comúnmente para la LINEA TRONCAL. Puede manejar un
rango de corriente de hasta 8 amperios. Diámetro de 12.2 mm.
CABLE RONDA DELGADO: Se usa comúnmente para las líneas derivadas. Mayor flexibilidad
que el Cable ronda grueso. Diámetro de 6.9 mm
CABLE PLANO (KwikLink) GRUESO:
CLASE 1:Se utiliza con fuentes de alimentación tipo 1. Puede manejar un rango
de corriente de 8 amperios
CLASE 1:Se utiliza con fuentes de alimentación tipo 2. Puede manejar un rango
de corriente de 4 amperios
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15. PASOS PARA DISEÑAR EL CABLEADO DE UNA RED DEVICENET:
Se utiliza solo para líneas derivadas. Es un cable sin drenaje y con 4 conductores.
CABLE PLANO (KwikLink) DERIVADO:
REQUERIMIENTOS OPERACIONALES DE UNA LINEA TRONCAL: Para asegurar que una Línea Troncal
funcione adecuadamente debe cumplir con las siguientes condiciones:
CABLE RONDA Y CABLE PLANO CLASE 1: No debe conducir corrientes superiores a 8
amperios
CABLE PLANO CLASE 2: No debe conducir corrientes superiores a 4 amperios.
TODOS LOS CABLES: No deben exceder la longitud máxima permitida de acuerdo a la
velocidad de transmisión de data
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16. PASOS PARA DISEÑAR EL CABLEADO DE UNA RED DEVICENET:
MAXIMA LONGITUD DE LA LINEA TRONCAL:
VELOCIDAD DE
TRANSMISION
DISTANCIA MAXIMA
CABLE PLANO
DISTANCIA MAXIMA
CABLE RONDA
GRUESO
DISTANCIA MAXIMA
CABLE RONDA
GRUESO
125 K bit/s 420 m 500 m 100 m
250 K bit/s 200 m 250 m 100 m
500 K bit/s 75 m 100 m 100 m
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17. PASOS PARA DISEÑAR EL CABLEADO DE UNA RED DEVICENET:
REQUERIMIENTOS OPERACIONALES DE UNA LINEA DERIVADA: Para asegurar que una Línea Derivada
funcione adecuadamente debe cumplir con las siguientes condiciones:
No debe conducir corrientes superiores a 3 amperios
La longitud de la línea no debe superar los 6 m (desde el ultimo nodo a la Línea Troncal)
La longitud total de líneas derivadas debe cumplir con los datos de la siguiente tabla, para poder
asegurar una adecuada funcionalidad a una determinada velocidad de transmisión:
VELOCIDADDE TRANSMISION LONGITUD MAXIMA DE LINEAS DERIVADAS
125 K bit/s 156 m
250 K bit/s 78 m
500 K bit/s 39 m
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18. DISEÑO DE LA CAPA FISICA DE UNA RED DEVICENET
PASOS PARA DISEÑAR EL CABLEADO DE UNA RED DEVICENET:
REQUERIMIENTOS OPERACIONALES DE LA FUENTE DE ALIMENTACION:
La fuente de alimentación debe tener su propia protección contra sobrecorrientes
La fuente de alimentación debe ser colocada lo mas cercana posible el centro de la Red
La fuente de alimentación debe ser calculada de manera que pueda suministrar la potencia
mínima exigida por cada nodo
La corriente máxima debe calcularse de acuerdo a la longitud de la línea derivada, según la
siguiente tabla:
LONGITUDDE LA LINEA DERIVADA CORRIENTEMAXIMA
1.5 m 3 Amperios
2 m 2 Amperios
3 m 1.5 Amperios
6 m 0.75 Amperios
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19. PASOS PARA DISEÑAR EL CABLEADO DE UNA RED DEVICENET:
CALCULO DE LA POTENCIA ELECTRICA REQUERIDA POR LA RED:
METODO DE REVISION DE TABLAS:Se emplea en la fase inicial del diseño de la Red. En
ningún segmento de la Red debe haber sobrecargas.
Se realiza una sumatoria de los requerimientos de energía de cada dispositivo o nodo
Se determina la Longitud total de la Red
Se revisan lo valores máximos permitidos de corriente que aparecen en las tablas pre-definidas
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20. PASOS PARA DISEÑAR EL CABLEADO DE UNA RED DEVICENET:
RESISTENCIAS TERMINALES:
Se deben colocar a ambos extremos de la Línea Troncal
Lo valores de las resistencias debe ser de 120 Ωy un una máxima disipación de potencia de ¼ W
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Muchas gracias por su asistencia…
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