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TRANSMISION DE DATOS Yvan Pereira CI 20222014 Saúl González CI 19804040
TRANSMISION DE DATOS
Yvan Pereira CI 20222014 Saúl González CI 19804040
Protocolo
Modelo Referencial OSI
Protocolo TCP/IP
Redes de Campo
Arquitectura
Red de Campo Fieldbus Foundation
Red de Campo Profibus
Reseña Histórica
• El Departamento de Defensa de EE.UU. (DOD). Necesitaba una red que pudiera sobrevivir ante cualquier circunstancia.Requería una transmisión confiable de datos hacia cualquier destino sin inconvenientes.Nace el modelo tcp/ip y se convierte desde entonces en el estándar con el que se basa la internet.
La capa de aplicación
Maneja protocolos de alto nivel , aspectos de representación, codificación y control de dialogo.
El modelo combina todos los aspectos relacionados con las aplicaciones en una sola capa.
La capa de aplicación
• Protocolo de transferencia de archivos (FTP):Orientado a conexión.Permite las transferencias bidireccionales de archivos binarios y archivos ASCII.• Protocolo trivial de transferencia de archivos
(TFTP):Los Routers lo utilizan para transferir los archivos de configuración e imágenes IOS de CISCO.
La capa de aplicación
• Sistema de archivos de red (NFS):Es un conjunto de protocolos para un sistema de archivos distribuidos diseñado por Sun Microsystem.• Protocolo simple de transferencia de correo
(SMTP):Administra la transmisión de correo electrónico a través de las redes informáticas.
La capa de aplicación
• Emulación de terminal (telnet):
Tiene la capacidad de acceder de forma remota a otro computador. Permite que el usuario se conecte a un host de internet y ejecute comandos. El cliente de telnet recibe el nombre de host local, el servidor de host remoto.
La capa de aplicación
• Protocolo simple de administración de red (SNMP);
Provee la manera de monitorear y controlar los dispositivos de red.• Sistema de denominación de dominio (DNS);Se utiliza en internet para convertir los nombres de los dominios y de sus nodos de red publicados abiertamente en direcciones IP.
La capa de aplicación
La capa de transporte
• Proporciona servicios de transporte desde el host de origen hacia el host de destino.
Los protocolos de transporte, segmentan y reensamblan los datos mandados por las capas superiores en el mismo flujo de datos o conexión lógica entre los extremos.
La capa de transporte
• TCP y UDPSegmentación de los datos de capa superior.Envió de los segmentos.• TCP solamenteEstablecimientos de operaciones de punta a punta.Control de flujo proporcionado por ventanas deslizantes.
La capa de transporte
La capa de transporte
La capa de internet
• El Protocolo principal de esta capa es el protocolo de internet (IP).
IP proporciona un enrutamiento de paquetes no orientado a conexión de máximo esfuerzo.• El protocolo de mensajes de control en internet
(ICMP);Suministra capacidades de control y envió de mensajes.
La capa de internet
• El protocolo de resolución de direcciones (ARP);
Determina la dirección de la capa de enlaces de datos y la dirección MAC.• El protocolo de resolución inversa de
direcciones (RARP);Determina las direcciones IP cuando se conoce la dirección MAC.
La capa de acceso de red
• Es la capa que maneja todos los aspectos que un paquete IP requiere para efectuar un enlace físico real con los medios de la red.
• Esta capa incluye los detalles de la tecnología LAN y WAN además de los detalles de las capas físicas y de enlace de datos del modelo OSI.
La capa de acceso de red
• Basándose en el tipo de hardware y la interfaz de la red, definirá la conexión con los medios físicos de la misma.
La capa de acceso de red
Modelos OSI y el TCP/IP
Similitudes:• Ambos se dividen en capas.
• Capas de trasporte y red similares.
• La tecnología es de conmutación por paquetes y no de conmutación por circuito.
Modelos OSI y el TCP/IP
• Combina las capas de presentación y de sesión en una capa de aplicación.
• Combina las capas de enlace de datos y la capa física del modelo OSI en una sola.
• La capa de transporte TCP/IP que utiliza UDP no siempre garantiza la entrega confiable de los paquetes mientras que la de OSI si.
Modelos OSI y el TCP/IP
Redes de Campo:
Introducción:
Las redes de campo permiten que los controladores se comuniquen con dispositivos de entrada y salida de una manera parecida a una red local.
Función basica:
Comunicar información y potencia a los dispositivos de campo .
Tipos de Redes de Campo:
Las redes de campo pueden ser clasificadas en dos tipos:
•Redes de dispositivos de campo (de bajo nivel), tipicas de los procesos discretos.
•Redes de proceso (de alto nivel), tipica en procesos industriales.
Ambas redes transmiten informacion digital.
Ventajas:
•Transmiten y reciben información digital.
•Reducción de la cantidad de cableado.
•Permiten que mas de un dispositivo este conectado al mismo cable.
•Alimentación de los dispositivos de campo por medio del mismo bus.
Dispositivo Inteligente
Fielbus Foundation:Fieldbus es una red digital, serial,
multipuerto y de dos vias, que conecta equipos de campo con controladores. Esta red proporciona características deseables inherentes a los sistemas de 4-20 mA taless como:
•Interfase de conexión estandar.•Dispositivos alimentados desde el bus.•Opciones de seguridad intrínseca.•Reducción del cableado.•Compatibilidad entre dispositivos Fielbus.•Confiabilidad
Otras ventajas de Fieldbus:
Con un sistema Fieldbus:- Acceso a toda la información de los dispositivos.
•Identificación del instrumento, ubicación.•Status de la variable del proceso.•Condiciones ambientales.•Diagnósticos.•Configuración.•Características del instrumento.•Información de calibración: fecha, metodo,etc.
Diferencias de un DCS y un FCS:
Visión total del sistema:
Cableado:Fieldbus utiliza un cable del tipo par apantallado, permite utilizar cables existentes.
El bus se llama segmento o “trunk”, y los dispositivos se conectan al trunk mediante “spurs”, esta topología es llamada “branch”.
Si los spurs se conectan en un solo punto concentrados entonces la topología se llama arbol o “tree”.
Tipo Descripción Tamaño Máxima longitud
A Par trenzado individual
apantallado
#18 AWG(0.8 mm2)
1900 m (6232 ft.)
B Par trenzado multiple con
blindaje
#22 AWG(0.32 mm2)
1200 m(3936 ft.)
C Par trenzado multiple sin
blindaje
#26 AWG(0.13 mm2)
400 m(1312 ft.)
D Dos pares de cables sin blindaje
(No trenzados)
#16 AWG(1.25 mm2)
200 m (656 ft.)
Limites del largo del segmento
Se debe incluir la suma de todos los cables y no debe de superar los limites de la tabla anterior.
Ejemplo del largo del cable:
El largo máximo de cada spur depende:
•Del número de instrumentos en el segmento.
•Del número de dispositivos en el spur.
Del número de dispositivos en el spur.Total de dispositivos
por segmento
Dispositivos por Spur
1 2 3
1-12 120 m 90 m 60 m
13-14 90 m 60 m 30 m
15-18 60 m 30 m 1 m
Ejemplo:
Máx. 90 mMáx. 120 m
Máx. 60 m
Fieldbus = Tecnología abierta
Ejemplo de Fieldbus (confiabilidad):
NIVEL INFORMACIÓN DCS
INFORMACIÓN FCS
0 mm H2O3000 mm H2O
4 mA12 mA
0mmH2O Good3000mmH2O Good
6000 mm H2O 20 mA 6000mmH2O Good
7500 mm H2O*
21 mA*
6500mmH2O UNCERTAIN *
*9000 mm H2O
*21 mA
*9000mmH2O UNCERTAIN
•DCS: 4-20 mA = 0 – 6000 mm H2O.•FCS: Rango = 0 – 6000 mm H2O.
Profibus:
Profibus es una red digital de procesos alemana capaz de comunicar información entre un controlador maestro (anfitrión) y un dispositivo esclavo (inteligente) de campo, asi como de un anfitrión a otro. Trabaja de manera similar a Fieldbus Foundation.
Profibus consiste en tres redes compatibles. Estos son:
• Profibus – FSM.• Profibus – DP.• Profibus – PA.
Profibus – FSM:Un sistema tipico de Profibus – FSM esta
compuesto por varios equipos de automatización inteligente: * PC. * PLC como sistema de control. * Terminales de operador inteligente.
Profibus – DP:Un sistema Profibus – DP consiste en:
• PLC o PC como sistema de control• Varios dispositivos E/S como:
*E/S digitales o analógicas.*Accionamientos AC o DC.*Válvulas magnéticas o neumáticas.
Profibus – PA:Profibus – PA es la versión para automatización
de procesos de la red profibus. Provee estaciones alimentadas a partir del bus con seguridad intrínseca. Mas que todo se utiliza para zonas de alto riesgo explosivo.
Tabla de resumen Profibus:Profibus
FSMProfibus
DPProfibus
PA
Aplicación Nivel de célula
Nivel de campo Nivel de campo
Estándar EN 50 170 EN 50 170 IEC 1158-2
Dispositivos conectables
PLC,PG/PC PLC, PG-PC,accionamientos
Dispositivos de campo
Tiemp. Respuesta
<60 ms 1-5 ms <60 ms
Tamaño red <=150 km <=150 km Máx 1.9 km
Velocidad 9.6 Kbs-12 Mbs
9.6 Kbs-12 Mbs
31.25 Kbs
Sistema completo:
Profibus Óptico:
• Insensible a la influencia de interferencias electromagnéticas.
• Adecuado para cubrir ampliadas distancias.• Suministrable en diferentes variantes
• -Fibra ótica de cristal.• -Fibra óptica de plástico.• -Existen cables preconfeccionados.
• Existe la posibilidad de realizar configuraciones mixtas entre redes ópticas y elétricas.
