Comunicación en campo - Endress+Hauser España

La Guía de Mantenimiento de Endress+Hauser
Comunicación en campo
“Una introducción al mantenimiento de redes en bus de campo”
“El uso de la comunicación digital y las
redes en bus de campo proporciona una
gran cantidad de ventajas en términos de
mantenimiento.
Los instrumentos digitales pueden
intercambiar simultáneamente varios datos
con controladores lógicos programables
(PLC) y ordenadores en ambos sentidos.
Una vez se han instalado los instrumentos,
pueden ser parametrizados remotamente, a
partir de algunas premisas técnicas, desde
el puesto de control, o desde cualquier otro
punto de la red de trabajo con un ordenador
portátil, lo que resulta especialmente
interesante en caso de entornos de riesgo o
de acceso difícil.
Asimismo pueden llevarse a cabo
diagnósticos de resolución de problemas,
incluso desde grandes distancias, gracias a
gateways o módems.
Hemos publicado unas ‘Directrices de
planificación y puesta en marcha’ para
redes en bus de campo tanto Profibus como
Fieldbus FOUNDATION. Para más detalles,
por favor, consúltese la documentación
BA 034S (Profibus) y BA013S (Fieldbus
FOUNDATION). Estos documentos se
pueden descargar de nuestra página web.
También ofrecemos seminarios de
formación, con sesiones teóricas o
con sesiones en campo. Ver la página
‘Formación’ en la sección ‘A su Servicio’.
Contenido
Fundamentos 94
Preguntas más frecuentes
ZOOM: herramientas
de hardware para el mantenimiento
96
de redes en bus de campo 98
93

Comunicación en campo
Fundamentos
Asistencia en el mantenimiento de sus
redes en bus de campo
La instrumentación de Endress+Hauser puede soportar redes que pueden combinar:
• el protocolo HART ®
• arquitecturas Profibus DP/PA
• arquitecturas Fieldbus FOUNDATION
HART es un protocolo de tipo
punto a punto (ver la figura
1): un PC habla con un solo
instrumento (o con diversos
instrumentos mediante un
multiplexor).
Por el contrario, Fieldbus
FOUNDATION y Profibus están
preparados para el intercambio
de datos con un controlador
lógico programable (PLC) o un
sistema de control de proceso
(process control system, PCS).
Puesto que Fieldbus Foundation
y Profibus utilizan la misma
94
PLC PLC
4…20 mA; 4…20 mA;
Figura 1: Arquitectura HART típica
Configuración y
visualización del proceso
con P View
Gestión de activos de la
planta con FieldCare
Equipos de terceras partes (E/S
remota, dispositivos mecánicos,
bombas, etc.)
Zona segura
Zona con peligro de explosión
Por ejemplo,
PROFIBUS DP
Tarjeta de
entrada/
salida (E/S)
4…20 mA;
Master PROFIBUS para
comunicación acíclica
señal electrónica e igual
codificación -sólo difieren en el
protocolo-, el mantenimiento
de ‘bajo nivel’ es idéntico para
ambos tipos de redes.
Arquitectura típica de
Profibus DP/PA (Figura 2)
El proceso es controlado
por un sistema de control
de procesos (PCS) o un
controlador lógico programable
(PLC). El sistema de control
de procesos actúa como
administrador de Clase 1.
Utiliza servicios cíclicos
Por ejemplo,
PROFIBUS DP
PLC + Interfaz
HART
4…20 mA;
Ethernet
Profibus DP
PROFIBUS PA
PROFIBUS PA
Ethernet
HART multipunto (hasta 15 equipos)
Master PROFIBUS
para comunicación
cíclica de datos de
proceso (E/S)
P. ej. Interfaz
AS
de adquisición de datos de
medición y comandos de
control de salida. El programa
de gestión de activos, por
ejemplo, FieldCare, actúa
como administrador de Clase
2. Utiliza servicios acíclicos
y sirve para parametrizar los
diversos instrumentos que
participan en el bus durante la
instalación y el funcionamiento
normal.
El sistema PROFIBUS DP
se utiliza para gestionar la
comunicación en el nivel
de control. En el bus puede
haber dispositivos mecánicos,
E/S remotas, etc. En este
nivel, también es posible
conectar equipos de campo
con alimentación externa, por
ejemplo, los caudalímetros
Promass y Promag. PROFIBUS
DP garantiza un intercambio
de datos rápido, por lo que en
sistemas mixtos PROFIBUS
Field Controller/
Gateway
Fieldbus FOUNDATION
Visualización y
monitorización,
p. ej., P View
High Speed Ethernet
4x 4x
Figura 2: arquitectura típica de una red Profibus DP/PA Figura 3: arquitectura estándar Fieldbus FOUNDATION
DP/PA la velocidad de
transmisión de datos que soporta
el acoplador de segmentos suele
ser el factor limitante.
PROFIBUS PA se emplea a
nivel de campo. El acoplador
de segmentos sirve a la vez
como interfaz para el sistema
PROFIBUS-DP y como fuente de
alimentación para los equipos de
campo PROFIBUS PA. Según
el tipo de acoplador de
segmentos, el segmento
PROFIBUS PA puede ser
instalado en zonas seguras o de
riesgo.
Arquitectura típica de
Fieldbus FOUNDATION
(figura 3)
La arquitectura del sistema
Fieldbus FOUNDATION ha
sido diseñada para promover la
interoperabilidad entre equipos
de diferentes fabricantes. Dado
Ingeniería de
redes, p. ej.
ControlCare
Configurator
Field Controller
Fieldbus FOUNDATION
La Guía de Mantenimiento de Endress+Hauser

que Fieldbus FOUNDATION
soporta tanto una red de alta
como una de baja velocidad
(H1), existen dos arquitecturas.
Éstas proporcionan las
mismas funciones básicas
pero difieren en el volumen
de comunicaciones. La capa
H1 está basada en las normas
IEC 61158-2 y la capa de alta
velocidad utiliza Ethernet de alta
velocidad (High Speed Ethernet,
HSE).
Instrucciones para la
instalación
Los diversos cables y bornes de
conexión son el origen de la
mayoría de consultas que los
usuarios nos plantean.
Cableado
Al instalar una red PROFIBUS,
debe prestarse una atención
especial al cableado. Esto significa
tanto a la elección de los cables
como a la manera en que los
cables se ubican por la planta.
Así, elegir un buen trazado
para el paso de los cables, por
ejemplo, si se evitan las fuentes
potenciales de interferencia
electromagnética, se utilizan
bandejas metálicas o se separan
la fuente de alimentación
y los cables del bus en la
bandeja portacables, a menudo
contribuye significativamente a
un buen funcionamiento del bus,
libre de errores.
Nota: no utilice nunca cables
Profibus DP para conectar
equipos PA, ni a la inversa.
Terminaciones de
acoplamiento a bus
Los extremos inicial y final
de cada segmento PROFIBUS
PA deben disponer de una
terminación de acoplamiento
a bus. Para zonas sin riesgo,
algunas cajas en T (caja de
La Guía de Mantenimiento de Endress+Hauser
conexiones) disponen de un
elemento de terminación de
acoplamiento a bus integrado
que puede ser activado cada
vez que sea necesario. Si no es
éste el caso, debe utilizarse una
terminación de acoplamiento a
bus independiente.
• El acoplador de segmentos al
inicio del segmento tiene una
terminación de acoplamiento a
bus integrada.
• La terminación en la caja
en T al extremo del segmento
debe estar activada, o bien debe
emplearse una terminación
independiente.
• Las cajas en T con
terminaciones de acoplamiento
a bus no deben emplearse
en zonas con peligro de
deflagración. La terminación
de acoplamiento a bus
requiere el certificado FISCO
correspondiente y es una
unidad separada.
• Para un segmento con una
arquitectura en árbol, el bus
termina en el equipo que está
más lejos del acoplador de
segmentos.
• Si el bus se alarga mediante
un repetidor, ambos extremos
de la extensión también
debe tener terminaciones de
acoplamiento a bus.
El principio y el final del
segmento PROFIBUS
DP también deben estar
provistos de terminaciones
de acoplamiento a bus. La
mayoría de las terminaciones
de acoplamiento a bus del
mercado ya incorporan los
resistores correspondientes y
sólo tienen que activarse.
Nota: los segmentos con
arquitectura Profibus PA toleran
ramificaciones, pero no los
segmentos con arquitectura
Profibus DP.
Configuración
Parametrización del equipo
con Gestión de activos
FieldCare
FieldCare es la herramienta
basada en FDT que ofrece
Endress+Hauser para la
gestión de activos de planta.
Permite configurar todos
los equipos inteligentes de
campo que pueda tener en
su planta, y le brinda ayuda
en la gestión de los mismos.
Utilizando la información de
estado, constituye también un
medio sencillo y efectivo para
conocer el estado funcional de
los equipos. FieldCare soporta
Ethernet, HART, PROFIBUS,
y en un futuro, Fieldbus
FOUNDATION, etc.
FieldCare garantiza que los
equipos puedan integrarse y
ser configurados con rapidez y
facilidad, con la transparencia
que exigen las buenas prácticas
en la fabricación de equipos.
Manejo y mantenimiento
Equipos HART
Como la señal HART modula la
señal de corriente de 4-20 mA,
si se funciona con esta última,
la primera también debiera
funcionar. Basta comprobar la
presencia de corriente con un
multímetro. Mediante un equipo
Commubox FXA191/195
(ver la figura 4), el software
FieldCare debería reconocer el
instrumento, de lo contrario hay
un problema con el cableado.
Red Profibus
Véase el diagnóstico en la página
siguiente.
Reingeniería
• Al añadir redes en bus
de campo a una instalación
existente, considérese sustituir
las tarjetas básicas de entrada/
salida (E/S) por tarjetas de
entrada/salida que permitan
acceso centralizado a equipos
HART.
• Considérese también utilizar
el Gateway FXA720 para
enlazar redes Profibus con
redes Ethernet.
• Téngase en cuenta la
corriente de salida máxima
suministrada por el acoplador
de segmentos al añadir un
nuevo equipo; de lo contrario
el segmento podría fallar.
Nuestro equipo de ‘Soluciones’ puede
ayudarle desde el principio de la
renovación de su proyecto. Póngase
en contacto con nosotros.
Figura 4: conexión HART de un PC a un equipo de campo mediante Commubox FXA191/195
95
Comunicación en campo