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COMUNICACIONES INDUSTRIALES
Consideraciones básicas sobre Fieldbus El uso de las comunicaciones digitales para los sistemas de instrumentación distribuida y sus redes de control es una tecnología establecida con muchos beneficios. No obstante, las instalaciones Fieldbus requieren de algunas consideraciones adicionales a los tradicionales proyectos con comunicación en 4-20mA.
F
ieldbus es un término genérico que aplica a una amplia gama de protocolos de comunicación, que emplean diversos medios, pero todos son en sí un medio para alcanzar un fin. Lo que uno necesita en la etapa de comisionamiento de un proyecto es un sistema de control por sobre todo funcional y además satisfactorio. También es importante la necesidad real de contar con diversos buses de campo para poder cumplir con las diversas tareas requeridas. Por ejemplo, se puede utilizar un protocolo Foundation Fieldbus para el control de procesos; DeviceNet, para variables discretas de I/O (entrada/salida), y Profibus DP, para los motores o accionamientos. Cada DCS puede integrarse fácilmente con todos estos buses de campo en una sala de control a través de una red Ethernet. En el mundo del control de procesos, “Fieldbus” se refiere usualmente a los estándares Foundation Fieldbus H1 o Profibus PA, ambos ampliamente empleados en refinerías y plantas de proceso alrededor del mundo, como grandes adelantos respecto a los tradicionales diseños en 4-20mA.
Segmentos de Fieldbus Foundation Fieldbus H1 y PA son redes digitales paralelas (similares y sustitutas) que proveen de energía y señal a los dispositivos que se encuentran interconectados. Un típico segmento de Fielbus comienza con la interfaz del dispositivo de bus de campo en el sistema de control. Esto es seguido por uno o más acondicionadores de energía para los buses de campo, uno o más dispositivos acopladores de buses de campo, y luego fuera de los dispositivos de bus de campo distribuidos -transmisores y válvulas de control- en sí mismos. Todos los componentes están interconectados mediante una conexión de acceso por cables. En un sistema Foundation Fieldbus H1, la interfaz del bus de campo se denomina “Tarjeta H1”, mientras que en
Profibus PA, se llama “acoplador Profibus DP/PA”. En términos de necesidad de señales, energía y cableado, la red H1 y PA, son idénticas: - Energía y señales corren por el mismo cable. - Máximo 32 dispositivos de buses de campo por red. - Voltaje mínimo de operación de 9V. - Voltaje máximo del bus de 32V. - Extensión máxima del cable de 1.900 mts (par torcido blindado). - Velocidad de comunicación de 31,25 kHZ, con codificación Manchester.
Suministro de energía en buses de campo La energía requerida por los dispositivos de campo es suministrada por una fuente de alimentación acondicionada a través del mismo bus. La fuente de alimentación del bus de campo está especialmente adaptada para proveer de energía a los dispositivos a través del bus y separar los datos mediante filtrtado, es decir, los datos provenientes de los equipos de campo se mantienen junto con la corriente continua suministrada. Un acondicionador de energía tiene un rango típico de 350 a 500mA disponible en el bus, e incorpora, por lo general, aislación para prevenir la interferencia cruzada de segmento a segmento, y problemas de aterrizamiento. En los segmentos H1, la fuente de poder acondicionada está usualmente separada de la tarjeta de interfaz H1. Para los sistemas PA, el acoplador DP/PA incorpora el acondicionador de energía. No hay una necesidad absoluta de que las fuentes DC deban ser independientes por segmento, ya que la gran mayoría de los diseños provee segmentos aislados a través de convertidores DC/DC.
Enero 2013