PROFIBUS es un protocolo de comunicación industrial, creado para interconectar dispositivos y sistemas de automatización. Esta tecnología fue desarrollada con el objetivo de aumentar la eficiencia en procesos industriales. En este artículo explicaremos qué es y cómo funciona el PROFIBUS.
¿Por qué explicamos PROFIBUS en este momento en el cual el estado de la tecnología indica que el interés debe estar enfocado en redes basadas en Ethernet Industrial?
Por el simple hecho que la base instalada de PROFIBUS en el mundo es mucha y que a través de nuestra exposición a esta tecnología en el campo de la implementación, capacitación y diagnóstico y optimización nos hemos dado cuenta de que algunos puntos deben ser aclarados.
El diseño del PROFIBUS permite su implementación rápida y sencilla en plantas industriales existentes o nuevas gracias a las características flexibles que ofrece.
La arquitectura abierta del protocolo hace posible la conexión de diversos dispositivos sin importar marca ni modelo, lo que otorga mayor libertad para configuraciones personalizadas acordes a la necesidad particular de cada instalación.
En cuanto a la velocidad de transferencia, PROFIBUS puede llegar hasta 12 Mbps (megabits por segundo), esta capacidad de manejo de datos se reveló en su momento lo suficientemente aceptable para los requerimientos de la industria. Al mismo tiempo, el protocolo permite expandirse fácilmente si hay necesidad de incrementar su rendimiento mediante actualizaciones simples.
¿Qué es el bus de campo PROFIBUS y un poco de historia?
El bus de campo PROFIBUS es una tecnología industrial que permite a los fabricantes diseñar y mantener redes seguras e inteligentes. Está diseñado para proporcionar comunicación entre dispositivos dentro del controlador, así como con equipos externos automatizados. El sistema fue desarrollado por una iniciativa del gobierno alemán a fines de la década de 1980, en conjunto con varias empresas y rápidamente se posicionó dentro de las tecnologías más adoptadas, debido a sus prestaciones y a su estructura estandarizada y abierta.
Esta tecnología se implementa a nivel de la capa física con el estándar RS-485 tan conocido para esa época.
Inicialmente PROFIBUS ofrecía el perfil FMS (Fieldbus Message Specification) el cual permitía la comunicación entre diferentes sistemas de automatización con una estructura estándar y orientada a objetos, con grandes volúmenes de datos, pero sin la necesidad de comunicación de tiempo real o determinística. Este perfil cayo en desuso rápidamente al evolucionar la tecnología.
La motivación en la adopción de este tipo de tecnología fue, en sus inicios, la necesidad de reducir los metros de cables necesarios para desplegar una instalación industrial, acercando al lugar en donde se generaban las variables a ser medidas o controladas. De esta manera se lograban reducir los costos de materiales, tiempos de instalación y errores de instalación también.
A principios de los años 90 se libera la especificación de PROFIBUS DP (Periferia Descentralizada, del inglés Decentralized Periphery), el cual en su versión DP-V0 incorpora, a la base que se tenía de FMS, la posibilidad de intercambiar datos de entradas y salidas de manera determinísticas o en tiempo real, lo cual le permitió ser utilizado para controlar un proceso industrial.
Por último, en el año 1998, se introduce el perfil DP-V1 posibilitando la adopción de PROFIBUS en automatización de procesos. PROFIBUS PA (de inglés Process Automation) es un perfil de PROFIBUS especialmente diseñado para conectar sensores (instrumentos de medición de variables físicas como caudal, temperatura, etc.) y actuadores (válvulas) que son utilizados en industrias de proceso, por caso químicas, petroquímicas, etc., con características que permiten su implementación en aquellas zonas con riesgos de explosión (polvos y gases), la posibilidad de reconfigurar parámetros operativos o intercambio de dispositivos sin necesidad de detener el proceso que esta “corriendo”, esto lo logra a través de una nueva capa física conocida como MBP (Manchester Bus Powered) la cual permite que comunicación y suministro de alimentación viajen por el mismo para de hilos.
Todos estos diferentes perfiles pueden coexistir dentro de la misma arquitectura permitiendo que una misma instalación industrial pueda comunicarse utilizando un mismo soporte de protocolo o red, en este caso PROFIBUS.
Cuando se usan varias instalaciones simultáneamente dentro de un mismo proyecto, PROFIBUS le da al usuario la capacidad de administrar remotamente todos sus dispositivos desde un punto central mediante programas especialmente creados para gestionarlos. Esta flexibilidad hace posible muchas formas únicas e innovadoras de realizar tareas complejas con solo presionar un botón.
¿Cuáles son los Beneficios del uso de PROFIBUS?
¿La implementación de una red de comunicación descentralizada como PROFIBUS es beneficiosa para mi proceso? La respuesta es SI, dado que permite abaratar los costos y facilitar también los procesos de migración o actualización tecnológica, permitiendo proteger la inversión realizada.
El bus de campo PROFIBUS (PROFIBUS DP) es un estándar industrial para redes de comunicación que se utilizan principalmente en la automatización de procesos. Esta tecnología ha demostrado ser muy útil y eficaz, ofreciendo varios beneficios al usuario.
Uno de los principales beneficios del uso del PROFIBUS DP es su capacidad para interconectar dispositivos industriales controlados por computadora sin necesidad de cableado complejo y costoso (la motivación inicial de una red de comunicación). En comparación con otros sistemas, PROFIBUS DP reduce significativamente los costos asociados a la instalación y mantenimiento, ya que elimina la necesidad de realizar trabajo manual complejo para conectar todos los dispositivos juntos. El tiempo dedicado a configurar el equipo se reduce considerablemente cuando se implementa correctamente PROFIBUS DP.
Además, las ventajas no terminan ahí: este tipo de red permite al usuario realizar diagnósticos rápidos y precisos sobre problemas relacionados con el rendimiento o el funcionamiento general del sistema. Esta característica resulta particularmente valiosa para aquellas empresas que dependen del rendimiento fiable constantemente y requieren ser notificadas inmediatamente si hay algún problema potencial en sus líneas de producción.
En resumen, el uso del bus de campo PROFIBUS ofrece numerosas ventajas al usuario tales como reducir los costes operacionales gracias a su fácil instalación, mejorar la fiabilidad mediante diagnósticos rápidos y precisos, así como eliminar la necesidad de conector cableado entre dispositivos industriales controlados por computadora.
¿Cómo se implementa PROFIBUS en un Sistema?
La implementación exitosa de PROFIBUS en un sistema requiere considerar varios aspectos importantes del diseño del cableado, tales como la selección adecuada de cables y topologías apropiadas (pueden encontrar más información sobre el diseño en el documento “PROFIBUS Installation Guideline for Design” disponible para su descarga sin cargo en https://www.PROFIBUS.com/download/PROFIBUS-installation-guidelines .
Para implementar correctamente PROFIBUS hay pasos claves que deben considerarse:
- Seleccionar equipamiento certificado;
- Planificar el cableado sobre la base del protocolo elegido;
- Instalar los adaptadores necesarios;
- Corroborar que las configuraciones son compatibles entre los dispositivos involucrados;
- Verificar las conexiones realizadas;
- Pruebas de aceptación finales antes de ponerlo en marcha.
Si se siguen estos pasos, se garantiza un buen funcionamiento del sistema y la optimización del rendimiento general. Las guías sobre instalación y comisionamiento de la red pueden ser encontrados en los documentos “PROFIBUS Installation Guideline for Cabling and Assembly” y “PROFIBUS Installation Guideline for Commissioning” disponible para su descarga sin cargo en https://www.PROFIBUS.com/download/PROFIBUS-installation-guidelines .
¿Qué tipos de dispositivos se conectan con PROFIBUS?
PROFIBUS es un bus de campo que conecta dispositivos entre sí, permitiéndoles compartir información. Está diseñado para cumplir los requisitos de la industria y se ha utilizado en muchas aplicaciones diferentes. La red PROFIBUS puede conectar dispositivos distribuidos geográficamente, hasta varios cientos o miles de metros (según el medio físico seleccionado) lo que permite el intercambio rápido y eficiente de datos entre ellos.
Los principales tipos de dispositivos conectados a PROFIBUS son controladores lógicos programables (PLCs), sensores, actuadores, pantallas HMI, interruptores de presión, estaciones remotas de entradas y salidas, RTUs e incluso computadoras personales. Los PLCs suelen ser la pieza central (el maestro de la red) ya que todos los demás dispositivos (los esclavos de la red) están conectados al bus PROFIBUS para recibir instrucciones u obtener información. Además, los PLCs tienen muchas características únicas que les permiten realizar tareas complejas en respuesta a las condiciones externas cambiantes.
La combinación de tecnología avanzada y simplicidad operativa hace de PROFIBUS una herramienta indispensable en la automatización industrial. Con un costo relativamente bajo y fácil configuración, PROFIBUS ofrece la flexibilidad para satisfacer diversas necesidades de procesamiento industrial. En definitiva, PROFIBUS es una forma rentable y confiable de implementar comunicación entre varios dispositivos dentro del mismo sistema.
Características Principales de PROFIBUS
PROFIBUS es una red de comunicación industrial para dispositivos distribuidos que se encuentra entre los más utilizados en el mundo. Está diseñado para controlar procesos industriales, transportando datos y permitiendo la interconexión de equipos a través de tarjetas de interfaz física.
Las principales características de PROFIBUS son:
- Es una red de comunicación de tipo determinística, apto para control de procesos, que usa el mecanismo de control de acceso maestro-esclavo.
- Tiene dos versiones diferentes, PROFIBUS DP y PROFIBUS PA;
- Utiliza protocolos estandarizados y abiertos;
- Soporta fuertemente cargas parciales sin perder información o detenerse;
- Es compatible con sistemas antiguos sin necesidad de reemplazarlos.
Además, PROFIBUS ofrece alta confiabilidad e integridad gracias al uso del bus maestro-esclavo DPV0/DPV1 con diferentes topologías (lineal, estrella, anillo redundante). Por último, debido a su simplicidad en cuanto a configuraciones complejas sólo requiere una herramienta de ingeniería PROFIBUS provisto por el fabricante del PLC o maestro de la red para ser implementada rápidamente en plataformas existentes.
Velocidades soportadas por PROFIBUS
Existen varias velocidades disponibles para el funcionamiento de una red PROFIBUS, las cuales dependen básicamente de la necesidad de tiempo de actualización del proceso que se está controlando.
Una vez que esta velocidad haya sido definida todos los dispositivos conectados a ese sistema maestro PROFIBUS DP (compuesto por maestros y esclavos) soporta una única velocidad de intercambio de datos, la cual se define cuando se diseña y luego se configura. También existe una dependencia entre velocidad de la red y la longitud máxima de los segmentos que la componen, estos valores nunca deben ser excedidos para lograr un funcionamiento confiable de la red.
Una red PROFIBUS PA soporta una única velocidad de intercambio de datos definida por el estándar en 31,25Kbps, lo cual puede parecer bajo, pero es suficiente para el control de variables que no tienen un cambio brusco en breves periodos de tiempo. Como contraparte la máxima distancia de cableado en PROFIBUS PA puede ser hasta 1900m en un solo segmento de red.
También existe otra regla a cumplir y que es no exceder la cantidad de 32 nodos conectados a la red por cada uno de los segmentos que la componen.
Aplicaciones Típicas de PROFIBUS
PROFIBUS es una tecnología de comunicación industrial basada en la norma IEC 61158, de ahí que toma las características de estandarizado y abierto. Está diseñado para permitir altas velocidades de transmisión (hasta 12Mbps) y conectar sistemas de automatización dentro del entorno industrial. Se utiliza ampliamente en el ámbito industrial, logrando que los dispositivos compartan datos e información sin necesidad de cables adicionales.
Por su carácter flexible y modular permite su uso en redes pequeñas, medianas e incluso a grandes escalas en instalaciones industriales grandes y complejas, lo que significa que hay muchos sensores y actuadores involucrados.
Este tipo de red ofrece un funcionamiento robusto, ya que pueden manejar hasta 126 nodos (esclavos) por cada maestro. Además, ofrecen detección automática de velocidad, autoconfiguración rápida e interoperabilidad total entre distintos fabricantes. También proporcionan tolerancia a fallas mejorada debido al monitoreo continuo de todos los nodos relacionados con la red para detectar cualquier problema inmediatamente.
Como resultado, podemos decir que PROFIBUS es un protocolo ideal para implementar soluciones altamente confiables y escalables para todo tipo de instalaciones industriales exigentes. Gracias a sus características versátiles, este tipo de red se ha convertido en un elemento clave durante décadas en el campo de la automatización industrial.
Comunicaciones Seguras con PROFIBUS
¿Es PROFIBUS segura a nivel de integridad de datos? La respuesta es SI, de otra manera no podría ser utilizada como una red de control de procesos.
Las comunicaciones seguras de PROFIBUS han sido ampliamente utilizadas en sistemas de automatización desde su creación a principios de los 90. Esta tecnología basada en red permite que los dispositivos y equipos conectados compartan información entre ellos, proporcionando la habilidad para monitorizar y controlar una gran variedad de procesos industriales. Las redes PROFIBUS pueden ser configuradas para satisfacer diferentes necesidades de comunicación y seguridad, ofreciendo así muchas opciones flexibles para el usuario.
Una característica clave del diseño es la capacidad para transmitir datos mediante protocolos estándar tanto localmente como remotamente por líneas físicas (cobre o fibra óptica) o inalámbricas. La baja tasa de fallas de esta transmisión apoyada en varios mecanismos de validación y control de errores permite garantizar una comunicación fiable, independientemente del tamaño de la instalación. Además, los métodos de validación impiden la posibilidad que las ordenes sean dadas de manera equivocada a los distintos esclavos de la red, garantizando de esta manera una operación segura.
¿Qué herramientas se necesitan para configurar PROFIBUS?
Configurar PROFIBUS requiere la utilización de varias herramientas. Estas incluyen un software de configuración (herramienta de ingeniería), que permite a los usuarios programar dispositivos y establecer conexiones entre ellos; así como cables especialmente diseñados para garantizar el correcto funcionamiento del sistema.
El software de configuración es la parte más importante del proceso de instalación de PROFIBUS, ya que ayuda a organizar todos los elementos enlazados a través del bus. Los usuarios pueden cargar archivos desde el ordenador para programar sus dispositivos, así como también comprobar las conexiones físicas y lógicas entre dichos equipos. El software ofrece opciones avanzadas que permiten realizar pruebas que contribuyen a mejorar la fiabilidad del sistema.
Destaca también la importancia de los cables adecuadamente dimensionados: sin ellos el rendimiento global disminuiría notablemente debido a interferencias externas no controlables por los dispositivos participantes en el bus PROFIBUS. En resumen, instalar un sistema PROFIBUS implica trabajar simultáneamente desde diferentes aristas: software de configuración e instalación, herramientas de monitoreo y mantenimiento adecuados. Esta aparentemente compleja combinación, pero simple a la hora de implementar, facilita la creación y mantenimiento exitoso de redes profundamente interconectadas capaces de satisfacer altos requerimientos electrónicos y generales en materia tecnológica.
¿Cómo se garantiza la fiabilidad de la Red PROFIBUS?
La fiabilidad de la red PROFIBUS es un elemento crucial para su éxito. La configuración correcta de los dispositivos y cables conectados a la red mejora notablemente el rendimiento, pero también se requieren ciertas prácticas de diseño para garantizar que el sistema funcione establemente durante mucho tiempo. En resumen, la fiabilidad no es exclusiva de una etapa del ciclo de vida (diseño, instalación, operación), sino que cada una aporta en distinto momento para garantizarla y ninguna es menos importante, la ejecución correcta de una etapa permite que las etapas siguientes puedan ser ejecutadas correctamente, capacitarse en el uso permite tener la confianza necesaria para asegurar un funcionamiento estable.
Antes del montaje, es importante realizar simulaciones del sistema PROFIBUS para validar su diseño, asegurar sus condiciones operativas e identificar cualquier problema potencial (por ejemplo, los cálculos de los tiempos de ciclo o reacción son críticos). Esto ayuda a proporcionar confianza al comprobar los umbrales mínimos de calidad necesarios para lograr un buen desempeño y evitar errores graves comunes en las redes industriales.
Una vez instalada la red PROFIBUS, y antes de iniciar su fase operativa, deben llevarse a cabo mediciones para confirmar si todas las partes implicadas cumplen con los parámetros previamente determinados. Las herramientas disponibles permiten comprobar tanto la capa física como lógica de una red, es importante contar con un set completo de herramientas de prueba. Durante la fase operativa, por ejemplo, mediante el análisis del protocolo a nivel de capa lógica, se pueden detectar errores relacionados con la transferencia incorrecta de datos entre nodos u otros fallos asociados con el uso indebido del bus PROFIBUS. Además, herramientas y técnicas específicas (monitoreo permanente basado en condiciones, segmentación de redes, etc.) permiten comprobar el correcto funcionamiento de dispositivos individualmente conectados al bus; esta característica resulta muy útil cuando se trata de encontrar fallos intermitentes difícilmente identificables por otros medios.
En definitiva, contar con un diseño adecuado junto con herramientas profundamente probadas son claves fundamentales para mantener la integridad y fiabilidad del sistema PROFIBUS y obtener excelentes resultados en sus diversas aplicaciones industriales.
¿Cómo se monitorea el rendimiento de la Red PROFIBUS?
El monitoreo del rendimiento de la red PROFIBUS es un proceso fundamental para garantizar su fiabilidad, evitando paradas no programadas, que disminuyen el rendimiento, mantener el correcto funcionamiento de los equipos y optimizar los costos de mantenimiento. Esta tarea se realiza mediante diferentes herramientas que ayudan a diagnosticar posibles problemas antes de que estos se manifiesten en las operaciones diarias.
Un concepto de mantenimiento moderno es aquel que permite basarlo en indicadores de condiciones, dejando de lado un tipo de mantenimiento de tipo preventivo. Este monitoreo debe ser realizado con las herramientas adecuadas de manera permanente.
Una herramienta de este tipo permite recopilar información sobre el tráfico en una red, como velocidades máximas, errores transmitidos, contadores de paquetes perdidos y otros datos relevantes. Utilizando esta información, los usuarios pueden identificar diferentes patrones de fallas que permiten detectar cuellos de botella, deficiencias en la instalación o configuraciones incorrectas que limitan la productividad general.
Además, permiten supervisar remotamente un entorno PROFIBUS desde cualquier ubicación. Esta solución le permite al administrador controlar todos sus nodos desde un solo lugar, lo que facilita enormemente la resolución rápida y eficiente de problemas potencialmente graves sin necesidad de desplazarse físicamente hasta la instalación. Con este tipo de sistema el personal responsable podría detectar fallas críticas antes incluso de que aparezcan indicios visibles en forma local.
La utilización adecuada del monitoreado del rendimiento y los diagnósticos previenen muchos inconvenientes asociados con el mal funcionamiento o paralización completa del sistema; por ende, permitiendo optimizar la productividad industrial en toda empresa relacionada con redes PROFIBUS.
¿Cómo se detectan y solucionan los problemas de la Red PROFIBUS?
La detección y solución de problemas en una red PROFIBUS es crucial para mantener el buen rendimiento de la misma. Los sistemas PROFIBUS se componen de múltiples dispositivos conectados entre sí a través de cables, cada uno con sus propios parámetros de configuración, lo que hace que los errores resultantes sean difíciles de localizar. Por esta razón, existen herramientas especialmente diseñadas para detectar y corregir problemas dentro del sistema PROFIBUS.
Las principales herramientas utilizadas para diagnosticar las redes PROFIBUS incluyen protocolos como FDL (Fieldbus Data Link). Estas herramientas buscan errores en los datos transmitidos entre dispositivos mediante análisis exhaustivo de todos los elementos del sistema. Las herramientas también pueden verificar si hay alguna disfunción física en la línea, tales como cortocircuitos u otros daños mecánicos.
Una vez identificado el problema, se ofrecen recomendaciones sobre cómo solucionarlo. Esto significa remplazar componentes obsoletos o averiados por nuevos, así como realizar actualizaciones necesarias en los parámetros de configuración para optimizar el rendimiento general de la red. Finalmente, evaluando regularmente el desempeño global del sistema a partir de los informes generados por las herramientas diagnósticas mencionadas anteriormente ayuda a prevenir futuros fallos tecnológicos.
Es importante remarcar que la correcta implementación de un sistema de detección de errores debe estar basado en un monitoreo permanente basado en las condiciones operativas ideales, para luego poder proceder al uso de alguna otra herramienta de soporte más especifica. Esta complementación brinda la más rápida respuesta a fallas del sistema minimizando las paradas indeseadas, incrementando la disponibilidad, valor clave para garantizar la máxima productividad y mejorando los indicadores de mantenimiento de la instalación.
Comparación entre PROFIBUS y Profinet
Referenciarlo al artículo de PROFINET (https://PROFIBUS.com.ar/profinet-que-es-y-como-funciona/) ahí existe ya una comparativa.
¿Existen redes similares a PROFIBUS?
Numerosos han sido los intentos por ganar la batalla inicial sobre cual red de comunicación podía imponerse.
Hacia finales de los años 90, esta batalla infructuosa dio nacimiento a los estándares internacionales que fijaban los lineamientos que debían cumplir las redes de comunicación para su uso industrial. Estos dos estándares son la IEC 61158 y la IEC 61784. PROFIBUS es una de las redes que está contenida dentro de estos estándares, los cuales garantizan su continua revisión e incorporación y cumplimiento de los requerimientos industriales.
La ventaja principal de PROFIBUS radica en el hecho que cuenta con numerosos perfiles de aplicación que le permite resolver diversas tareas específicas de un entorno industrial (comunicación segura PROFIsafe, comunicación con automatización de proceso PROFIBUS PA, gestión eficiente de la energía PROFIenergy, tareas de movimiento, posicionamiento PROFIdrive, manejo de encoders, dosificadores, etc.) manteniendo todo el sistema bajo una misma plataforma de comunicación, lo cual representa una ventaja para la implementación, interconexión de datos, mantenimiento posterior. Está diseñado para soportar altos niveles de velocidad y capacidades avanzadas que permiten a las empresas implementar tecnologías modernas rápidamente.
En resumen, hay muchas consideraciones a tomar en cuenta al elegir opciones para la arquitectura de red industrial adecuada. Los equipamientos disponibles hacen que sea posible realizar comparaciones profundas basadas en costo, rendimiento y características clave relacionadas con la facilidad de uso del producto final resultante.
Ventajas y Desventajas de usar PROFIBUS
PROFIBUS es una tecnología de comunicación industrial usada para la conexión entre dispositivos y sistemas. Está diseñado para actuar como una red de campo, lo que permite a los dispositivos enviar y recibir datos sin necesidad de cables adicionales o interfaces intermediarias. Esta forma de interconexión ofrece algunas ventajas interesantes sobre métodos convencionales centralizados:
Ventajas del uso de PROFIBUS:
- Puede lograr altas velocidades de transmisión gracias a su arquitectura basada en bus.
- Permite flexibilidad en su arquitectura permitiendo combinar diferentes topologías, aceptando también como medios de transmisión cobre, fibra óptica y con algunas restricciones transmisión inalámbrica.
- Su estructura se caracteriza por ser escalable, permitiendo adaptarse fácilmente a diferentes tamaños de proyecto y soportar de manera simple su ampliación.
- El protocolo admite la detección automática y el autoaprendizaje, simplificando enormemente las instalaciones y configuraciones posteriores.
- Ofrece grandes posibilidades aplicativas debido a la existencia de distintos dispositivos diseñados para satisfacer requerimientos puntuales de la instalación industrial.
- Proporciona un buen grado de confiabilidad mediante la verificación continua del estado operativo e incluso detectados fallos leves antes de que surjan problemas graves.
- Permite la comunicación bidireccional, lo cual habilita la transmisión también de diferentes estados y comandos, que facilitan la configuración remota de dispositivos y la identificación de modos de operación o alarmas relacionadas con el dispositivo o el proceso subordinado.
Aunque PROFIBUS presenta numerosas ventajas si se compara con otros métodos similares utilizados en redes industriales, hay ciertos desafíos asociados con su implantación:
- Se deben conocer las imitaciones físicas (largos de cables, cantidad de dispositivos, etc.), ya que un error en esta instalación repercute directamente en la fiabilidad.
- Se requiere un cierto nivel técnico para implementar correctamente el protocolo; no es apto para principiantes ni personal inexperto. Se recomienda capacitarse en su uso antes de encarar este desafío.
- La continuidad operativa depende directamente del tipo y calidad del equipamiento empleado; el uso de componentes no reconocidos u homologados pueden causar errores importantes en los resultados finales obtenidos.
En resumen, las numerosas ventajas, superan ampliamente los inconvenientes, los cuales pueden ser fácilmente minimizados o evitados.
Preguntas Frecuentes
¿Cuáles son los Requerimientos de Hardware necesarios para usar PROFIBUS?
En primer lugar, el equipamiento base incluye cables y conectores (conocida como la infraestructura de la red) adecuados para asegurar la conexión física entre los dispositivos PROFIBUS participantes. Por lo general estos cables son especialmente construidos para transmitir datos PROFIBUS sin interferencia o pérdida de calidad. Además, cada uno de los dispositivos participantes del sistema necesita contar con su propio driver PROFIBUS. El driver sirve como intermediario entre los componentes individuales y el bus industrial.
Otra condición determinante para garantizar un funcionamiento estable tiene que ver con el diseño del sistema de equipotenciación de la instalación industrial, la cual le permite garantizar la mayor inmunidad posible al ruido electromagnético. Existen varias consideraciones sobre como implementar un sistema de equipotenciación con alta inmunidad al ruido las cuales esta referenciadas en una guía que puede ser accesible sin costo desde el siguiente enlace https://www.PROFIBUS.com/download/functional-earthing-and-shielding.
¿Qué Herramientas de Diagnóstico hay disponibles para PROFIBUS?
Existen varias herramientas de diagnóstico para los sistemas PROFIBUS, que permiten a los usuarios detectar problemas relacionados con la configuración y gestión de esta red.
Existen herramientas que trabajan a nivel de análisis de capa física y capa lógica, con posibilidades de diagnosticar la red en operación (online) o fuera de ella (offline), también pueden estar caracterizadas por el periodo de monitoreo como temporales o permanentes.
Parámetros de calidad en comunicación PROFIBUS
Las herramientas más comunes incluyen software especializado e intuitivo en su uso para supervisar el funcionamiento y su rendimiento, así como un conjunto de protocolos dedicados al mantenimiento del sistema. Tales programas se utilizan tanto por los proveedores del servicio comercial como por aquellos interesados en mejorar las condiciones operativas de sus redes. Estas herramientas ofrecen diversos tipos de información acerca del entorno físico y lógico, lo que permite identificar posibles fallos o errores antes de que se produzcan problemas mayores.
El manejo de activos también es posible realizar en PROFIBUS implementando el hardware y software apropiado, esto permite monitorear y modificar el comportamiento de determinados dispositivos (sensores o actuadores), para adecuarlo a condiciones cambiantes del proceso (por ejemplo, un cambio de valores de alarmas, una modificación en el rango de sensado, un cambio de unidades de mediciones, un chequeo de funcionalidad, etc.).
Todos estos elementos pueden ser combinados para proporcionar un nivel óptimo de control sobre el desempeño total de una red PROFIBUS.
¿Cuáles Son Las Limitaciones Del Uso De PROFIBUS?
PROFIBUS es un estándar industrial de comunicación con el cual se pueden interconectar hasta 127 dispositivos en cada maesto de red. Esto permite a las empresas lograr una mayor productividad y eficiencia mediante la automatización de sus procesos, al mismo tiempo que mejora la seguridad de los datos. Sin embargo, hay límites para su uso debido a factores tales como velocidades más lentas y limitaciones en la distancia entre dispositivos.
La velocidad máxima soportada por PROFIBUS es de 12 Mbps. Aunque este nivel es adecuado para muchas aplicaciones industriales, existen requerimientos mayores para aquellas situaciones donde se necesita transmitir grandes volúmenes de datos en cortos periodos de tiempo. Si los tiempos de reacción del proceso son más demandantes que los alcanzados por esta velocidad debe pensar en redes de mayor velocidad (PROFINET por ejemplo).
Además, PROFIBUS tiene restricciones sobre el tipo de entorno físico en el que se puede implementar. La principal preocupación reside en la cantidad de cable permitida entre los dispositivos: limitada a 1km (3200 pies) para cableado eléctrico a 93,75kbps. Si un sitio industrial posee instalaciones más amplias o si hay varios edificios separados involucrados, sería necesario implantar repetidores intermediarios para garantizar un buen rendimiento del sistema.
En resumen, PROFIBUS ofrece ventajas significativas en relación a costo-beneficio y facilidad de uso; sin embargo, presenta desventajas notables derivadas del bajo ancho de banda disponible y la longitud total del cableado permitido por su arquitectura. Esto indica que antes de implementarlo hay que considerar detalladamente las limitantes intrínsecas para determinar si satisface los requisitos particulares del caso particular.
¿Cuáles son los mejores protocolos para usar en combinación con PROFIBUS? Se podría reformular la pregunta ¿Puedo usar PROFIBUS en conjunto con otro protocolo de comunicación?
PROFIBUS es un protocolo de comunicación industrial ampliamente utilizado para la automatización y el control. Para obtener los mejores resultados, se recomienda el uso de un adaptador de protocolos (proxy) que trabaje a nivel de la capa 2 del modelo OSI, de esta manera permite implementar todas las funcionalidades avanzadas del protocolo de comunicación. El más adecuado es la combinación con PROFINET o algún otro bus basado en Ethernet Industrial como protocolo de nivel superior. Esta combinación permite mantener a nuestra red PROFIBUS integrada a una red superior que permite estar alineado con los requerimientos industrial actuales (I4.0, IioT, manufactura digital) garantizando el intercambio de datos de manera simple
Los usuarios ahora tienen acceso a herramientas más flexibles que les permiten adaptarse rápidamente a cambios en sus entornos operativos con un costo reducido. Al mismo tiempo, esta variedad de protocolos ha ayudado a crear una infraestructura industrial moderna capaz de cumplir con los requisitos tecnológicos más exigentes.
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