Modos de señalización
La transferencia de datos sobre
un medio de transmisión ocurre en uno de dos nodos:
La señalización de banda base es
la transmisión de la señal digital en su frecuencia original, sin modulación.
Una cadena de 1s y 0s resultará en una señal DC así que esto se conoce como señalización
DC. Esto comúnmente se usa en redes de área local.
La capacidad y el efecto
inductivo de conductor o cable, da como resultado la distorsión de la señal.
Esta distorsión depende de la longitud en el medio de transmisión y la
frecuencia. La señalización de la banda base es conveniente solamente para
transmisión local para distancias típicas inferiores a 1 km. La distancia
máxima actual depende de la tasa de transmisión para una línea de transmisión
dada a una potencia dada de un transmisor. Éste es el método más común para
señalar en sistemas PLC con distancias que raramente exceden estos valores.
La transmisión de banda ancha usa
las señales digitales para modular una señal transportadora usando un método de
modulación. Esta técnica debe usarse para redes que usan líneas de grado voz
que generalmente tienen un ancho de banda de 300 – 3000 Hertz.
Métodos de modulación
- Modulación de amplitud: Dos diferentes amplitudes de un transportador, por ejemplo 1500 Hz se usan para representar 1 y 0.
- Modulación de la frecuencia. También se denomina frequency shift keying (FSK). Un 0 y un 1 se presentan por dos diferentes frecuencias transportadoras. Es el método más común de modulación para módems de líneas telefónicas.
- Modulación de fase: Hay dos tipos diferentes de modulación de fase.
Protocolos
Los protocolos de un sistema de
comunicación se definen como la especificación para mensajes de código
intercambiados entre dos procesos de comunicaciones.
Un protocolo de comunicación de
datos típicamente tendrá tres fases: establecimiento, transferencia de mensaje
y terminación. La transferencia de mensaje normalmente contiene la longitud de
datos que se están transfiriendo, los datos en sí mismos y cierta información
de control del error. En un sistema de red, la dirección del nodo al que los
datos se envían también se necesita.
La industria de PLC, incluso
actualmente, es notorio por su desarrollo de protocolos. Cada PLC en el mercado
tiene sus protocolos de transferencia para transferencia de datos entre dos
máquinas similares, pero no dos PLCs suministrados por diferentes fabricantes.
Estándares de interface
En el curso del tiempo ciertos
estándares han sido generados por la industria para hacer comunicación entre
sistemas de dos fabricantes diferentes más simple. Estos estándar típicamente
definen el medio de comunicación, voltajes de transmisión, velocidad de
comunicación, (ratio de baud), y máxima distancia a veces están relacionadas
con la velocidad.
El primer estándar real fue
RS232. Éste fue escrito por la Electronic Industries Association (EIA) en USA y es bastante complejo, incluyendo la
definición de 22 terminaciones entre las dos interfaces. Hoy por supuesto, poca
gente usa más de cuatro hilos y una pantalla para comunicación RS232, usando un
subconjunto del original, RS232C. La mayoría, si no todos, los PLCs hoy tienen
una interface RS232, por ejemplo:
AEG Modicon – Modbus
Allen Bradley – Data Highway
Siemens – 3964R (CP525)
Algunos protocolos RS232 hoy permiten
el direccionamiento de nodos, proporcionando así la interface para la
comunicación de red desde la interface R5232 estándar. La principal ventaja de esto es el coste ya
que la interface RS232 es muy simple y barata, además por supuesto el hecho de
que la mayoría de los PCs, que se usan más y más en los sistemas de
automatización hoy en día, tienen al menos una interface (serie) PS232 como
estándar.
RS232, tiene algunas
limitaciones. Distanciase superiores a, un máximo de 16 m por definición (sin
módems) es un problema principal, y la velocidad máxima es de 19200 bit (baud).
Esto llevó al desarrollo de varios otros estándar de interface, el más común en
la industria de PLC es RS485, IEEE 802.3 (CSMA/CD) e IEEE 802,4 (token bus).
Estandarización OSI
La interconexión del sistema
abierto, modelo de siete capas u OSI, está llegando a ser el modelo estándar
para definición de comunicaciones. Mientras que RS232 e IEEE 802 por ejemplo
son estándares de interface, el modelo OSI es un intento de establecer
estándares para toda la estructura de comunicaciones. En este modelo, los
estándares de interface llegan a ser parte de la capa 1, la capa física.
Una introducción a MAP
A principio de los 70, general
Motors en USA estimó que alrededor del 50 % de os costes de automatización en
sus plantas se debían a las funciones de comunicaciones, y la falta continua de
estándares bien definidos fue visto simplemente como añadir costes. Esto llevó
en noviembre de 1980 al establecimiento del MAP (manufacturing automation
protocol).
El concepto de MAP fue realmente
diseñado para comunicaciones inter-computer, es decir, en grandes datos de
volúmenes y transferencia de archivos. En el PLC, se requiere en tiempo real el
nivel de control de la célula, control y transferencia de datos Esto lleva
inicialmente al concepto de Mini MAP. Mini MAP es completamente compatible con
non-MAP y está diseñado para interconectar dispositivos de bajo coste vía red
de tiempo crítico que puede en último término ser conectada a un cableado
vertebral de la banda del transportador.
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