Fundamentos de Redes DeviceNet

REDES DEVICENET

Expositor: Richard Rios OrtizGerente Técnico INMOTION ROBOTIC

DISEÑADO POR RICHARD RIOS ORTIZ - PROHIBIDA SU REPRODUCCION [email protected]

INMOTION Automatización y Robótica Industrial

“Gente innovadora ofreciendo nuevas soluciones”

mailto:[email protected]

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

2DISEÑADO POR RICHARD RIOS ORTIZ - PROHIBIDA SU REPRODUCCION [email protected]




FUNDAMENTOS DE REDES DEVICENET

La red DeviceNet™ proporciona conexión en red de control e información abierta a nivel de dispositivo para dispositivos industriales simples. Éste usa Bus CAN como tecnología Backbone y define una capa de aplicación para cubrir un rango de perfiles de dispositivos. Admite la comunicación entre sensores y accionadores y dispositivos de más alto nivel tales como controladores programables y computadoras. Con alimentación eléctrica y señal en un solo cable, ofrece opciones de cableado simples y rentables.

DEFINICION:

DeviceNet proporciona una red flexible y de conexión sencilla que ofrece entre sus beneficios más inmediatos, un control descentralizado y permite la conexión de dispositivos de diferentes marcas gracias a la interoperatividad y su carácter abierto y estándar. Con su instalación se obtiene una reducción drástica del cableado, del tiempo de puesta en marcha y del coste de la instalación porque elimina la necesidad de recorrer largas distancias de cable.





CONCEPTOS BASICOS

Protocolo de comunicaciones: Es un conjunto de reglas y normas que permiten que dos o más entidades de un sistema de comunicación se comuniquen entre ellos para transmitir información por medio de cualquier tipo de variación de una magnitud física. Se trata de las reglas o el estándar que define la sintaxis, semántica y sincronización de la comunicación, así como posibles métodos de recuperación de errores

Capa Física y Medio de Transmisión:DeviceNet usa una topología de red del tipo bus principal/derivación que permite que tanto para el cableado de la señal como el de la alimentación estén presentes en el mismo cable. Esta alimentación, es suministrada por una fuente conectada directamente en la red, y posee las siguientes características:

24Vdc

Salida DC aislada de la entrada AC

Capacidad de corriente compatible con los equipos instalados

El tamaño total de la red varía de acuerdo con la velocidad de transmisión (125,250, 500Kbps)4DISEÑADO POR RICHARD RIOS ORTIZ - PROHIBIDA SU REPRODUCCION [email protected]




CONCEPTOS BASICOS

La Capa de Enlace de Datos (Data link layer):Devicenet utiliza el estándar CAN sobre la capa de enlace de datos. El gasto mínimo requerido por el protocolo CAN en la Capa Enlace de Datos mejora el trabajo de DeviceNet cuando se trata de mensajes. El marco de datos DeviceNet utiliza solamente el tipo de estructura de datos del protocolo CAN (entre otros existentes en el protocolo CAN).

Topología de la red:Las especificaciones de DeviceNet definen la topología y los componentes admisibles. La variedad de topologías posibles se muestra en la figura siguiente.






FUENTE DE ALIMENTACION

CABLEADO DE LA RED:

LINEA TRONCAL

LINEAS DERIVADAS

TIPO DE CABLE:

RONDA (Round cable)

PLANO (KwikLink flat cable)

FUNCION:






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)






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






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 CABLE Las resistencias terminales se usan con tapas terminales (END CAP)

MACHO: Color GrisHEMBRA: Color Negro






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






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 algunacaja o cubierta cerrada por precaución.

Microconector: No posee puntos de conexión expuestos.






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 AUTOMATIONutiliza 5 tipos: 1771-SDN, 1747-SDN, 1756-DBN, 1784-PCIDS y 1769-SDN






NODOS (equipos):Dispositivos físicos con capacidad de comunicación DeviceNet que se conectan a la Red.

ITEM CATEGORIA EJEMPLOS

1 I/O Empaquetados ArmorBlock MaXum I/O, CompactBlock I/O

2 Modular I/O 1794 Flex I/O, 1734 POINT I/O (1734-ADN, 1734-ADNX)

3 Sensor 871TM Sensor inductivo de proximidad, RightSight Sensor Fotoeléctrico

4 Interface del Operador PanelView Plus, 800E Estación de pulsadores

5 Controles de velocidad de Motores

Bulletin 160 Drive, Bulletin 1305 AC Drive, PowerFlex 4

6 Dispositivos de control de movimiento

ULTRA 3000, ULTRA 5000, KINETIX 300, KINETIX 6000

7 Arrancadores de Motores Bulletin 2100 IntelliCENTER MCC

8 Protectores de Motores Relé de sobrecarga E3, Bulletin 100 DSA13




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






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







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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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:

VELOCIDAD DE 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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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:

LONGITUD DE LA LINEA DERIVADA CORRIENTE MAXIMA

1.5 m 3 Amperios

2 m 2 Amperios

3 m 1.5 Amperios

6 m 0.75 Amperios18




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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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 Ω y un una máxima disipación de potencia de ¼ W







Muchas gracias por su asistencia…




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